南方財(cái)經(jīng)全媒體記者 林典馳 深圳報(bào)道
今日首屆光明科學(xué)城論壇在深圳拉開(kāi)帷幕,會(huì)上南方科技大學(xué)講席教授、中國(guó)科學(xué)院院士趙天壽帶來(lái)面向碳中和目標(biāo)的儲(chǔ)能技術(shù)展望的相關(guān)分享。
他表示,實(shí)現(xiàn)碳中和需要建立新型電力系統(tǒng),需要規(guī)?;?、高安全不同時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)。
(資料圖片僅供參考)
趙天壽長(zhǎng)期致力于熱質(zhì)傳遞理論和電池儲(chǔ)能技術(shù)的研究。建立了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中熱質(zhì)傳遞和電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換的耦合理論,提出了可充放電的液態(tài)能量載體儲(chǔ)電的新方法。
其中,液流電池是其過(guò)去十幾年來(lái)研究的重點(diǎn)。他表示,傳統(tǒng)鋰電池能量和功率都聚集在電池內(nèi)部,而液流電池的能量聚集在電池外邊,帶來(lái)能量和功率的解耦。液流電池的優(yōu)點(diǎn)是本身安全擴(kuò)展性很高,電池壽命較長(zhǎng),是傳統(tǒng)鋰離子電池的三倍。
“然而,直到現(xiàn)在未能大規(guī)模應(yīng)用的原因是成本居高不下?!壁w天壽表示。
他認(rèn)為,目前液流電池處于產(chǎn)業(yè)化的窗口期?!敖档鸵毫麟姵氐某杀?,我認(rèn)為要從兩個(gè)方面來(lái)著手,一方面是降低電堆所需材料,另外一個(gè)是提高電解液利用率,即使是目前最成熟的全釩液流電池,其電解液利用率也只有60%,也就是說(shuō)只有60%的釩能夠在電池上發(fā)揮作用?!?/p>
趙天壽表示,“為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)的話,可行的方法是提高電流密度,也就是功率密度,借助此舉降低成本,提高電解液的利用率,也是我們的奮斗目標(biāo)?!?/p>
趙天壽表示,“我原來(lái)是研究工程熱物理領(lǐng)域,20年前我開(kāi)始從事電化學(xué)研究,其中一個(gè)成績(jī)是把熱物理和電化學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)合起來(lái),解決流體電池,包括液流電池在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題?!?/p>
“我提出了新型熱電化學(xué)耦合理論,借助理論指引,我們突破了液流電池的關(guān)鍵部件,找到提高電極活性和高穩(wěn)定性的電極材料,適合大規(guī)模的工藝生產(chǎn)?!壁w天壽表示。
除此之外,傳統(tǒng)電極結(jié)構(gòu)主要是由碳纖維支撐的多孔介質(zhì),它的問(wèn)題在于比面積提高時(shí),同步帶來(lái)阻力的上升,降低了電池效率。
趙天壽提到,“我們發(fā)明了一個(gè)新的電極,比面積很高,同時(shí)它的流阻也很小,使效率和電流密度得到了非常大的提高。同時(shí)我們采用機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)新型的液流電池流道,找到一個(gè)阻力非常小,同時(shí)能夠把液態(tài)的電解質(zhì)均勻分布在電極上,這也是另外一個(gè)突破?!?/p>
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