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第一作者:黄泽波博士通讯作者:钟思通讯单位:桂林电子科技大学、武汉之升新能源有限责任公司
感谢桂电黄泽波博士供稿!
成果简介
作为大规模储能的关键技术,钒液流电池(VRFB)因其独特的优势,功率与容量可独立扩展、超长循环寿命以及本征的高安全性,受到了广泛的科研与工业关注。然而,运行过程中水分子穿过离子交换膜的迁移常常导致电解液失衡,从而严重损害电池的长期稳定性,阻碍其商业化应用。对水迁移过程、影响及其机理缺乏深入理解,严重制约了高性能VRFB的理性设计。因此,深入理解水迁移机理并制定有效的抑制策略,对提升VRFB性能至关重要。本文旨在系统阐明水迁移的微观机理与宏观后果,重点关注以下三个关键方面:电解液组成、膜材料设计以及运行策略优化。文中进一步全面总结了目前已开发的主要缓解策略。尽管诸如非对称电解液配方、膜表面改性、复合膜工程以及非对称流量控制等方法在一定程度上缓解了水迁移,但它们都不可避免地涉及离子选择性、离子电导率、长期化学/电化学稳定性以及成本效益之间的固有权衡。迄今为止,能够严格耦合电化学、流体动力学和热力学等多物理场并准确预测长期水迁移行为的理论模型仍然匮乏。同时,能够同时实现高离子选择性、在苛刻运行条件下具有优异耐久性且制造成本低廉的膜材料尚未实现。本综述旨在厘清该领域近期的重大进展与持续存在的科学及工程挑战,强调在水迁移抑制领域开展突破性研究的迫切性,从而为开发持久、高可靠性的VRFB系统提供基础理论见解与实践指导。
《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》
背景分析
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第一作者:何晓崐
通讯作者:徐谦、纪亚
通讯单位:江苏大学、上海交通大学
DOI:10.1016/j.cej.2026.176969
感谢江苏大学徐谦团队(第一作者:何晓崐博士)供稿!
成果简介
受可再生能源间歇性特征的制约,迫切需要先进的电能存储(EES)技术来降低对化石燃料的依赖。氧化还原靶向液流电池(RTFBs)通过引入固态储能机制,在保持功率与容量解耦优势的同时,成功突破了传统液流电池能量密度低的瓶颈。针对该领域的最新进展,本综述重点探讨了水系与非水系体系、氧化还原介质(RM)的配对以及固态材料(SM)的结构设计。此外,特别强调了机器学习在高通量筛选中的重要作用,并指出将材料创新与数据驱动的方法深度融合,是推动其迈向规模化、实现电网级储能应用的关键路径。
《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》
背景分析
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一文学会液流电池的CV与EIS测试
(以全钒液流电池体系为例)
(1)测试简介
在液流电池研究中,循环伏安法(CV)与电化学阻抗谱(EIS)是贯穿电极材料、界面、电解液三大核心体系的通用表征手段,可用来评估电极活性、电解液改性、进行电解液添加剂筛选、电极/电解液的氧化还原反应动力学分析、稳定性判断等研究。具体而言,CV曲线可以快速判断氧化还原反应的可逆性、峰电位、峰电流、反应数量、添加剂对电化学行为的影响;EIS可以解析欧姆阻抗、电荷转移阻抗、扩散阻抗,区分“电极–电解液界面”与 “电解液本体”的贡献,还可以通过Zview等软件进行等效电路拟合,量化不同电阻的贡献。
(2)测试设备
电化学工作站(支持三电极体系),尽量选择允许工作电流较大的,至少要大于2A。
电流等于工作电极电流密度*电极尺寸。
本次演示设备为瑞士万通VIONIC。接线图示:示意图实物图
(3)测试体系
测试采用三电极体系,不同体系液流电池测试电解液以及电压区间选择都不尽相同,选择原则如下:电压窗口根据半反应的热力学电位确定;参比电极和对电极根据溶液体系以及酸碱性确定。电解液根据其正极侧和负极侧发生的氧化还原反应选择。
如锌溴液流电池正极发生Br⁻/Br₂氧化/还原反应,电压窗口0.5V~1.2V(vs.Ag/AgCl),负极发生Zn²⁺/Zn沉积/溶解反应,电压窗口-1.2V...
根据您提供的全部文档内容,全钒液流电池(VRFB)的容量保持率与多种因素密切相关,这些因素可归纳为材料、运行条件和副反应三大类。以下是详细的梳理:
一、 关键材料因素离子交换膜的性能离子选择性(阻钒性)这是影响容量保持率的最关键因素之一。膜对钒离子(VO²⁺,...
第一作者:刘鑫
通讯作者:黄康
通讯单位:南京工业大学
DOI:10.1021/acs.iecr.6c00884
感谢南京工业大学黄康团队(第一作者:刘鑫)校稿!
成果简介
本研究开发了一种具有超高离子选择性的蛭石纳米片(VN)基纳米限域网络膜。将VN-聚合物复合材料完全注入聚丙烯网络中,形成了以带负电荷的VN分散层状通道为特征的坚固结构。最优超薄复合网络膜(7μm)展现出高达310MPa的拉伸强度,比商用Nafion...
在全钒液流电池(VRFB)的设计过程中,兼顾高电流密度与高电解液利用率是提升系统功率密度、降低单位储能成本的关键。根据提供的文档内容,实现这一目标需要从材料、结构、电解液和运行策略四个方面进行系统优化。以下是具体的策略和方法:
一、...
根据提供的文档内容,碳布(Carbon Cloth, CC)相比石墨毡(Graphite Felt, GF)作为液流电池电极,优势与问题并存。具体分析如下:
一、 碳布电极相比石墨毡的主要优势降低面电阻(ASR):文档《氮掺杂纳米碳纤维原位生长改性碳布及其作为零间隙液流电池电极的应用》明确指出,传统石墨毡厚度较大(2-5...
第一作者:于浩
通讯作者:房大维&井明华
通讯单位:辽宁大学
DOI:10.1021/acssuschemeng.5c13226
感谢辽宁大学房大维团队校稿!
成果简介
本研究引入羟基亚乙基二磷酸酯(HEDP)作为双功能添加剂,系统探究其对正极钒电解质热稳定性和电化学性能的调控作用。结果表明HEDP可通过双功能磷酸基团有效与V离子配位,并抑制V物种的聚集和结晶。同时,分子结构中的−OH基团能在一定程度上促进电极–电解质接触,从而同步提升电解质的热稳定性和电化学活性。此外,HEDP独特的双功能结构实现了分子层面配位稳定性和界面调控的协同效应。在50°C温度和250mA...
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赵天寿,中国科学院院士,南方科技大学讲席教授,美国机械工程师学会(ASME)会士,英国皇家化学学会(RSC)会士。曾获Croucher资深研究成就奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、国家自然科学二等奖、香港科大工程学杰出研究成就奖,入选Clarivate/Thomson...