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香港中大成功研發(fā)新型高能量電池 刷新能量密度紀錄 分享

鉅大LARGE  |  點擊量:636次  |  2021年11月24日  

香港中文大學(xué)機械與自動化工程學(xué)系最近研發(fā)了一種高能量新型鋅-碘溴液流電池,能量密度達每升101瓦時,刷新了目前水系液流電池能量密度的紀錄。研究團隊預(yù)計這種電池可在5至8年內(nèi)應(yīng)用于電動汽車市場。


在香港中大12日召開的記者會上,機械與自動化工程學(xué)系助理教授盧怡君介紹了該研究的原理和優(yōu)點,并進行了示范。


盧怡君介紹,水系液流電池是兩種電解液通過離子交換出現(xiàn)電能,具有安全、環(huán)保、系統(tǒng)設(shè)計靈活、壽命長達數(shù)十年的特點,是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛢δ芟到y(tǒng)。


盧怡君說,鋅-碘溴液流電池以高溶解度的碘化鋅作為重要的活性電解液原料,碘離子和鋅分別作為正極與負極的電化學(xué)活性物質(zhì)。該電池中含有一些游離的碘二離子,在充電時,碘離子為穩(wěn)定碘二離子,與其結(jié)合成為碘三負離子,使鋅-碘溴液流電池的循環(huán)性保持穩(wěn)定。然而,那些充當穩(wěn)定劑而失去自由的碘離子在提升電池容量方面的功能被白白浪費。


基于此,研究團隊發(fā)現(xiàn),在碘溶液中添加溴離子可用來充當?shù)怆x子的“替身”。溴離子與碘二離子結(jié)合成為碘溴離子,同樣可發(fā)揮穩(wěn)定循環(huán)性的用途,而被釋放的碘離子則可新增電池容量。在添加碘離子后,電池能量密度被提升至高達每升101瓦時,與未添加溴離子前相比,電池容量新增了至少20%。

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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%

盧怡君表示,這種新型儲能系統(tǒng)具有能量密度高和循環(huán)性能兼?zhèn)涞奶攸c,預(yù)計在5至8年內(nèi)可應(yīng)用于日益龐大的電動汽車市場。“電動汽車假如應(yīng)用了這種電池,可大幅降低價格,行駛里程也更長。同時,這種電池更安全,不怕普通的碰撞,對電動汽車的安全性很有好處。”盧怡君說。


據(jù)悉,該項研究是香港中大五年研究計劃“智能化太陽能技術(shù):采集、存儲和應(yīng)用”的一部分,由30多位來自香港中文大學(xué)、香港理工大學(xué)、香港科技大學(xué)及香港大學(xué)學(xué)者共同合作,以提升太陽能發(fā)電的效能。團隊自2014年起獲香港特區(qū)政府研究資助局主題研究計劃資助6033萬港元。



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