中大工程學院成功研發新型活性電解液,能讓液流電池在低至攝氏負20度的極端天氣下高效且長時間運作,為液流電池應用在儲存可再生能源方面作出重大突破。詳情已刊登在權威學術期刊《Nature Energy》上,論文可參閱網址

香港中文大學工程學院機械與自動化工程學系副教授盧怡君教授所領導的研究團隊,成功研發一種新型活性電解液,讓液流電池能在室溫及低溫環境中運作,該款液流電池的高功率密度達282.4 mW cm-2,在攝氏負20度仍能夠穩定運作超過800個生命周期(即逾1,200小時),即使在極端天氣下亦可維持高電量和長電池壽命。

液流電池在低溫環境下的挑戰

液流電池安全、能源儲存效能高,能夠大規模應用於太陽能和風能等斷續再生能源上。但液流電池的電解液在冰點以下會凍結、反應減慢、以及受活性物質的溶解度限制,以致不能應用於寒冷地域,極端天氣亦會影響再生能源電網應用。美國德克薩斯州早前因暴風雪而導致停電,影響數以百萬計的居民,可見在溫差大的環境中提供可靠電網和能源儲存系統非常重要。

現時研究最成熟的全釩液流電池在溫度下降時,電解液的溶解度及反應速度減緩。大部分應用於低溫環境的商用液流電池,需採用價格較高及耗能較大的製熱系統。

中大成功研發高效能及耐用的液流電池

盧教授及其研究團隊採用新的活性物質——多電子雜多酸H6P2W18O62(HPOM)負極電解液,該活性物質的凝固點低至攝氏負35度、並在負20度有高傳導率(74.32 mS cm–1)。團隊研發了這款液流電池,能夠在冰點以下提供高能力及耐用的電力能源。

新型HPOM液流電池在攝氏負20度仍擁有高體積容量,超過800個生命週期(逾1,200個小時)的壽命以及高功率密度(282.4 mW cm–2),為首個具備實際應用條件的高能力低溫液流電池。

盧教授表示:「研究團隊正部署進行大規模原型製作示範,目標是將成果商品化。以往於極端寒冷天氣地域難以開發大規模能源儲存系統,是次研究成果提供了新機遇,並推進研發穩定而高效能液流電池的發展。」@

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