大尺度釩電池石墨烯電極材料問世

記者9日從長(zhǎng)沙理工大學(xué)獲悉，該校丁美、賈傳坤教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研團(tuán)隊(duì)，自主研發(fā)設(shè)計(jì)出了世界首款液流電池電極材料大尺度生長(zhǎng)設(shè)備，并開發(fā)出了一種大規(guī)模儲(chǔ)能釩電池專用的石墨烯復(fù)合電極材料，可顯著提高釩電池功率密度、能量效率和循環(huán)壽命，有效降低釩電池成本。這一技術(shù)有望為大規(guī)模儲(chǔ)能液流電池的商業(yè)化電極開發(fā)提供新思路。相關(guān)成果6月7日發(fā)布在我國(guó)著名學(xué)術(shù)期刊《納米研究》上。

為如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和目標(biāo)，太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源開發(fā)利用成為研究熱點(diǎn)。但新能源發(fā)電存在不穩(wěn)定、不連續(xù)等問題，急需研發(fā)先進(jìn)的大規(guī)模儲(chǔ)能裝置和技術(shù)。液流電池因循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、可快速和深度充放電等優(yōu)點(diǎn)，成為目前最具潛力的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)之一。不過(guò)，現(xiàn)下發(fā)展最為成熟的釩液流電池，依然存在成本高和電池能量密度低的商業(yè)瓶頸。

丁美介紹，電極材料是釩電池功率模塊成本和電池轉(zhuǎn)化效率高低的決定性因素。該類電池常用的石墨氈或碳?xì)蛛姌O材料，存在比表面積低和催化性能差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了電池功率、效率和使用壽命。

團(tuán)隊(duì)最新自主研發(fā)出的新型大尺寸石墨烯復(fù)合電極，可有效提升電極比表面積和對(duì)釩離子氧化還原反應(yīng)的催化性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，以該石墨烯復(fù)合電極組裝的釩電池，功率密度較原始電極材料可提升80%以上，同時(shí)還表現(xiàn)出了優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性。目前，該成果已完成專利技術(shù)轉(zhuǎn)化，進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用孵化和中試階段。

(關(guān)鍵字：釩電池 石墨烯電極)