鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:611次 | 2022年02月24日
氫燃料動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展仍存在問題
據(jù)國外媒體報(bào)道,目前,美國麻省理工學(xué)院機(jī)械工程副教授卡倫布伊與研究小組最新設(shè)計(jì)出一種新型可充電流體電池,無須依靠于造價(jià)高昂的間隔膜來生成和存儲(chǔ)電能。流體電池原型每平方厘米出現(xiàn)的能量是其他間隔膜電池系統(tǒng)的3倍,其功率密度以數(shù)量級(jí)高于多數(shù)鋰離子電池和其他商業(yè)和試驗(yàn)?zāi)芰看鎯?chǔ)系統(tǒng)。這項(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《自然通訊》雜志上。
可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗?dǎo)能源。但由于可再生能源具有不繼續(xù)、不穩(wěn)定和不可控的非穩(wěn)態(tài)特性,使得可再生能源的普及使用要配置大規(guī)模(功率大和容量大)儲(chǔ)能技術(shù)。因此,大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
判斷大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)將來方向要怎么樣,非得同時(shí)兼顧3個(gè)方面:1.安全性﹔2.生命周期的經(jīng)濟(jì)性﹔3.生命周期的環(huán)境負(fù)荷。尤其要留意的是,有關(guān)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)而言,由于輸出功率和儲(chǔ)能容量大,發(fā)生安全事故或者環(huán)境友好性不好,會(huì)造成嚴(yán)重的危害和重大損失。
近幾年來人們提出了多種可充電液流電池或流體電池,如鋰離子流體電池、氫氯流體電池、氫溴流體電池等。特別是氫氯流體電池、氫溴流體電池國內(nèi)外有許多單位都在研究。近年來,研究人員也提出了多種不要離子交換膜的液流電池。
如我國工程院院士楊裕生的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鋅鎳單液流電池體系。英國南安普頓大學(xué)Derekpletcher研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了鉛酸單液流電池體系等,這些體系與已達(dá)到實(shí)用化技術(shù)成熟度的全釩液流電池相比,僅僅是在某一個(gè)方面有一些優(yōu)點(diǎn)或有一些創(chuàng)新。但是在綜合性能方面還有很多問題。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
卡倫研究團(tuán)隊(duì)最近在《自然通訊》雜志上發(fā)表的氫溴燃料動(dòng)力鋰電池,利用在筆直甲醇燃料動(dòng)力鋰電池中已有相關(guān)研究的層流原理的兩相流技術(shù),通過電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,省略了容易被反應(yīng)生成物氫溴酸腐蝕的正、負(fù)極之間的隔膜。
由于以杜邦公司的Nafion離子交換膜為代表的全氟磺酸膜價(jià)格昂貴。所以有一種誤解,認(rèn)為電池只要使用隔膜成本就會(huì)很高,其實(shí)鉛酸蓄電池隔膜和國產(chǎn)的鋰離子電池多孔隔膜和全釩液流電池用非氟離子傳導(dǎo)膜成本都很低。
另外,從電池正負(fù)極活性物質(zhì)、反應(yīng)產(chǎn)物特性及反應(yīng)特點(diǎn)分解,卡倫團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這種電池能否有使用價(jià)值,尚有一系列科學(xué)和技術(shù)難題有待沖破。
首先是電池中使用了溴。溴是具有刺激性氣味的發(fā)煙揮發(fā)性液體,其煙霧能強(qiáng)烈地刺激眼睛和呼吸道,對(duì)多數(shù)金屬和有機(jī)物均有侵蝕用途。具有毒性。其二,電池反應(yīng)生成物氫溴酸具有強(qiáng)酸型和與鹽酸相近的刺激味。除鉑、金等貴金屬外,對(duì)其他金屬皆有腐蝕性,生成金屬溴化物。其三,電池反應(yīng)要消耗氫氣,氫氣的來源問題有待處理,倘若以電解水制氫,出現(xiàn)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方米的氫氣要4kWh(度)電,而1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方米的氫氣通過燃料動(dòng)力鋰電池發(fā)電,僅能發(fā)不到1.5kWh(度)電。所以,這種電池的能量效率將會(huì)很低。
綜上所述,從氫溴燃料動(dòng)力鋰電池本身特性而言,依然有很多關(guān)鍵問題尚須處理,有無使用價(jià)值依然要進(jìn)一步的研究才能判斷。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備