近日，实验室李先锋研究员和袁治章研究员团队开发的面向用户侧的100kWh锌溴液流电池系统在榆林中科洁净能源创新研究院并网运行。该系统由电解液循环系统、4个单堆容量为30kWh级的电堆以及与其配套的电力控制模块组成，设计放电总能量为100kWh。该系统在额定30kW功率下放电时，放电能量为110.3kWh，直流侧能量转化效率为83.0%。
锌溴液流电池具有能量密度高（>190Wh/L，基于2mol/L活性物质）、成本低等优势，在用户侧储能领域具有良好的应用前景。但锌溴液流电池仍存在锌负极沉积面容量低、锌枝晶等关键科学与技术问题需要进一步解决。
研究团队坚持基础研究与应用研究并重，通过对电池关键材料包括电极材料（Sci. Bull.，2022；ACS Energy Lett.，2021；Adv. Mater.，2020；Sci. Bull.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021）、电解液（J. Energ. Chem.，2022；Energy Environ. Sci.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021；Adv. Mater.，2020）、高性能离子传导膜（Energy Storage Mater.，2022；Mater. Today Energy，2021）等设计开发，初步解决了锌溴液流电池运行工作电流密度偏低、锌枝晶、面容量偏低等问题。近年来，团队通过电堆结构设计，调控电堆内部流场分布，优化电堆运行策略，将锌溴液流电池电堆面容量提高近一倍至140mAh/cm2，大幅度提高了电池能量密度。在前期单堆能量30kWh级电堆稳定运行的基础上，集成出100kWh锌溴液流电池系统。该系统的成功开发，将进一步推动用户侧新型液流电池的发展，对于推动液流电池可持续发展具有重要意义。
以上工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、榆林创新院能源革命科技专项等项目的支持。（文/宋杨、苑辰光 图/邵家云）
