中大卢怡君教授成功提升液流电池能量密度 再生能源储存技术大跃进

01.03.2015  14:25


香港中文大学(中大)工程学院机械与自动化工程学系助理教授卢怡君教授 及其研究团队最近成功研发一种创新的液流电池阴极材料,不仅能大幅提高阴极的容积量(是目前全球文献记录中最高),更可提升电池的生命周期及效率,从而增强能源储存技术的效益。这项研究成果最近刊登于著名科学期刊《自然通讯》( Nature Communications ),该期刊是国际顶级期刊《自然》( Nature )的子刊,在跨学科科学界极具影响力。 

人类对能源的需求不断增长,加上全球气候变化的影响日益严重,开发清洁可再生能源(如太阳能及风能)来代替化石燃料,成为当务之急。能源储存系统是解决再生能源断续且不稳定的一个重要方法,液流电池(简称 RFBs)的能量及功率设计具高度弹性,使它成为大规模电力储存系统中一个极重要的应用技术。然而,由于液流电池的能量密度低,严重降低了它在各种应用上的竞争力,成为了开发再生能源技术的一大难题。 

卢怡君教授及其团队采用高浓度硫碳复合物,为液流电池中绝缘硫及导电碳网之间创造了有效的介面,大幅提高阴极的容积量、电池的能量密度、生命周期 (大于100次)、库仑效率(大于90%)及能量效率(大于80%)。该阴极材料实现容积量高达294安时-每升(Ah L -1 ),达到全钒液流阴极的5倍,多硫化物液流阴极的3-6倍, 是目前全球文献记录中最高的液流电池阴极容积量 。他们将此创新的硫碳复合液流阴极与锂阳极结合,实现锂液流电池能量密度高达645瓦时-每升(Wh L -1 ),是目前全球文献记录中最高的锂液流电池能量密度之一。 

卢教授表示:「我们希望是次成果可推进高能量密度液流电池的发展,提升再生能源储存系统的效益。」

相关文献:Chen HN, Zou QL, Liang ZJ, Liu H, Li Q & Lu YC (2015) Sulphur-impregnated flow cathode to enable high-energy-density lithium flow batteries. Nature Communications 6 (5877). DOI: 10.1038/ncomms6877
http://www.nature.com/ncomms/2015/150107/ncomms6877/full/ncomms6877.html

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