Forskere udvikler billige, høj strømtæthed vanadium flow batteri stak

Udviklingen af ​​vedvarende energikilder såsom vind- og solenergi er begrænset af deres iboende tilfældige og intermitterende karakter. Imidlertid, vanadium flow-batterier (VFB'er) omfatter en omkostnings- og energieffektiv, energilagringsteknologi med lang levetid, der kan lagre og jævnt udsende strøm fra vedvarende energikilder.

VFB energilagringssystemet består hovedsageligt af stakken, elektrolytten, og systemer til rørledninger, batteristyring og energiomsætning. Blandt disse komponenter, stakken spiller en afgørende rolle. Derfor, at øge stakkens strømtæthed og reducere dens omkostninger vil yderligere accelerere industrialiseringen af ​​VFB-teknologien.

En forskergruppe ledet af prof. Li Xianfeng fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en ny generation af VFB-stackteknologi, der tilbyder lave omkostninger og høj effekttæthed. Gruppens testresultater viste stak energieffektivitet på over 81%. Stakken kørte med en konstant effekt på 30 kW og viste intet kapacitetsfald efter 100 cyklusser.

"Stabelsamlingsprocessen blev forbedret ved at anvende svejsbare, porøse ioniske ledende membraner, som vi udviklede, " sagde prof. Li.

Lasersvejseteknologi blev brugt i stablesamlingen for første gang. Det forbedrede ikke kun stakkens pålidelighed, men også opnået automatisering af stabelsamlingen, reduceret brugen af ​​tætningsmaterialer, og reducerede prisen på stakken.

"Denne nye VFB stack-teknologi opretholder ikke kun den høje effekttæthed af konventionelle stakke, men reducerer også de samlede omkostninger med 40 % sammenlignet med konventionelle stakke, " sagde prof. Li.

Membranerne, der anvendes i konventionelle VFB-stabler, er hovedsageligt kommercielle perfluorsulfonsyremembraner, der er karakteriseret ved høje omkostninger og relativt dårlig ionselektivitet.

I modsætning, den svejsbare, porøse ionisk ledende membraner, der er vedtaget i denne nye generation af VFB stack-teknologi, kan forbedre ionisk selektivitet og øge kapacitetsretentionen af ​​elektrolytten. Denne type membran koster meget mindre end perfluorsulfonsyremembraner.