梁峰教授课题组研发钒电池新技术 成国家规模储能首选

发布者:煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室编辑:十博体育备用网站 发布时间:2017-11-15浏览次数:10

为远洋轮船提供长时间大马力的“马拉松”能量站

        武十博网讯(记者谢晓丽)近日,“香涛学者”梁峰教授课题组撰写的论文《Holey-engineered electrodes for advanced vanadium flow batteries》(多孔设计先进的钒液流电池电极)被国际材料科学/工程技术/应用物理一区顶级期刊《Nano Energy》(纳米能量)杂志录用。国际审稿专家高度评价了这一研究成果,认为全钒液流电池储能技术已达到国际领先水平,具有循环寿命长、对环境影响小、能量效率高等突出优势,将成为规模储能的首选技术之一。
        梁峰教授介绍,我们研发的钒电池技术为可再生能源的普及应用提供了有效的技术支撑,具有重大的社会效益和经济效益。这与十九大报告中“践行绿色发展理念,建设美丽中国”的思路及我国《新能源汽车产业发展规划》高度契合,未来在储能行业具有无可估量的发展潜力,甚至有可能改变未来的能源格局。
        “中国钒储量占全球钒储量的35%,居全球第一位,发展钒电池产业条件得天独厚。”梁峰教授的硕士研究生刘俞辰说,“钒电池未来将被广泛应用于电动汽车、太阳能风能发电储能设备、电站储能调峰以及大厦、机场备用电源,可为潜艇、远洋轮船提供长时间大马力的‘马拉松’能量站,市场规模将达万亿。”
        硕士研究生周颖介绍,全钒液流电池主要由隔膜、电极和电解液组成。隔膜被用来分隔正、负极半电池,决定着电池性能和总成本。电极材料为钒氧化还原反应提供有效的活性位点,直接影响钒电池的能量转化效率。电解液的性能随电解液的组成、电荷状态和温度而变化,同样影响电池的性能和总成本。
        为了进一步降低全钒液流电池的成本,提高电极的催化活性,梁峰教授与清华大学合作,系统研究如何合理使用和重复利用Nafion 212膜,取得了重大突破。
        在综合考虑成本、效率和循环性能,优选出最佳的利用膜的方法后,课题组通过一步溶剂热法制备了碳点修饰的石墨毡电极,并进行了电化学测试和电池测试。测试结果表明,碳点均匀的生长在石墨毡的表面,其电解液浸润性显著增加,碳点可以有效地提高电极的催化活性。
        在此基础上,他们进一步发展了便于调控的方法制备多孔石墨毡电极,其中纳米孔均匀地分布在微米级的石墨纤维上。多孔电极优异的电解液浸润性和大幅增加的比表面积,使得其具有较高活性。
        据悉,国际化学二区杂志RSC Advances、化学一区顶级期刊Chemical Communications都曾刊登过梁峰教授课题组在钒电池领域取得的各项新成果。2016-2017年,梁峰教授所在的“超分子材料与分子纳米器件团队”依托十博体育在SCI顶级(Top)期刊上已发表研究论文10篇。 


梁峰教授团队成员


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