Краткий анализ всей проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала ванадия

Краткий анализ всей проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала ванадия

Литий-ионные батареи очень популярны в индустрии хранения энергии в последние годы. Согласно статистике, в новой установленной мощности техники накопления энергии в 2014 году литий-ионные батареи составили до 74%. Завод по производству супер аккумуляторов Tesla выбрал технологию литий-ионных аккумуляторов для исследований, разработок и производства. Они также запустили Powerwall для рынка небольших накопителей энергии, что широко приветствуется рынком. Однако на самом деле, в зависимости от требований технологии аккумулирования энергии в области применения, различные технологии аккумулирования энергии имеют подходящие области применения. При работе с крупномасштабными приложениями для хранения энергии литий-ионные батареи столкнулись с конкурентами. Согласно сообщениям зарубежных СМИ, Министерство энергетики США поддерживает UniEnergy Technologies в США в реализации нового проекта по хранению энергии в проточных батареях, цель которого состоит в том, чтобы иметь возможность использовать проточные батареи и литиевые батареи Tesla, когда проект достигнет больших размеров. масштабная и сеточная интеграция. Сравнивались и сравнивались ионные батареи.

Технология хранения энергии, каждый будет чувствовать, что Япония, Соединенные Штаты является самым крупным рогатым скотом, но в области проточных батарей Китай можно назвать № 1 в мире. В настоящее время крупнейшая в мире система хранения энергии полностью ванадиевых батарей разработана китайскими компаниями, а международный стандарт для жидкостных батарей также исследуется и разрабатывается китайскими учеными. Джан Доу навестил руководителя стандартной системы, а также был главным инженером крупнейшего в мире проекта полностью ванадиевых проточных батарей профессора Чжана Хуамина.

Профессор Чжан в настоящее время является главным исследователем Даляньского института химической физики, директором Национальной ключевой лаборатории технологии хранения энергии в батареях с потоком энергии, а также заместителем генерального директора и главным инженером компании Dalian Rongke Energy Storage Technology Development Co., Ltd. Профессор Чжан Хуамин. был талантливым человеком из Китайской академии наук в 2000 году и вернулся в Китай, чтобы работать в Даляньском институте химической физики. Он учился в Японии и занимался исследованиями топливных элементов. После возвращения в Китай профессор Чжан Хуамин работал директором Исследовательского центра топливных элементов, помощником директора и министром отдела технологий хранения энергии.

Почему профессор Чжан Хуамин переключился с топливных элементов на проточные батареи? Что случилось с накопителями энергии в Китае через 15 лет после 2000 года? Какое будущее ждет развитие технологий хранения энергии? Обратите внимание на всемогущий саммит 2015 года. Специалист по энергетике, профессор Чжан Хуамин в качестве специального гостя поделится своим замечательным опытом и своим мнением о будущем голубом океане технологий хранения энергии.

Сегодня я могу заранее познакомить вас с наукой о том, что такое проточная батарея, и понять, почему будущее крупномасштабного накопления энергии уже наступило.

Проточная батарея ABC

1. Что такое проточная батарея?

Проточная батарея - это технология вторичной батареи, в которой активный материал присутствует в жидком электролите. Электролит помещается вне батареи, протекает через батарею под действием циркуляционного насоса, и происходит электрохимическая реакция для преобразования химической энергии и электрической энергии, тем самым обеспечивая накопление и выделение электрической энергии.

2. Какие характеристики у проточной батареи?

1 Емкость накопителя энергии легко отрегулировать по шкале. Выходная мощность батареи зависит от размера и количества стека. Емкость накопления энергии зависит от емкости и концентрации электролита. Следовательно, масштабная конструкция проточной батареи является очень гибкой: пока площадь стопки и количество стопок увеличиваются, выходная мощность может быть увеличена. Мощность; если объем электролита увеличивается, емкость накопления энергии может быть увеличена.

2 Проточная кювета имеет высокую степень свободы при выборе места. Система может работать в полностью автоматическом режиме в закрытом режиме, без загрязнения окружающей среды, простым обслуживанием и низкими эксплуатационными расходами.

3 повышенной безопасности. Раствор электролита представляет собой водный раствор, и аккумуляторная система не имеет потенциальной опасности взрыва или возгорания и является очень безопасной.

3. Тип проточной батареи

В зависимости от различных активных веществ, проточная батарея может быть разделена на различные технические направления, такие как ванадий, цинк / бром, полисульфид / бромид натрия и железо / хром. На сегодняшний день общая установленная мощность жидкостных батарей по всему миру составляет около 68 МВт, из которых на все ванадиевые проточные батареи с окислительно-восстановительным потенциалом приходится 40%. С учетом нынешней зрелости технологии и эффектов инженерного применения вся технология проточных ванадиевых окислительно-восстановительных батарей перешла в стадию инженерного применения и развития рынка, и началась коммерциализация; технология проточных цинк-бромных батарей вступила в стадию демонстрации применения и разработки на рынке; другие проточные батареи все еще находятся на стадии исследований.

Пара положительных электродов всех аккумуляторов энергии окислительно-восстановительного потока ванадия - это VO2 + / VO2 +, а пара отрицательных электродов - это V2 + / V3 +. Электрод имеет следующую электрохимическую реакцию:

4. Технические характеристики всех ванадиевых проточных батарей.

1 Длительный срок службы: время цикла заряда и разряда всех ванадиевых аккумуляторных батарей с окислительно-восстановительным потенциалом может достигать более 13 000 циклов, а календарный срок службы составляет более 15 лет.

2 Хорошие характеристики зарядки и разрядки: система накопления энергии полностью ванадиевой проточной батареи имеет характеристики быстрой, глубокой зарядки и разрядки, не влияя на срок службы батареи, и однородность каждой отдельной ячейки хорошая. Кроме того, ионы ванадия обладают высокой электрохимической обратимостью и небольшой электрохимической поляризацией, что очень подходит для быстрой зарядки и разрядки больших токов.

3 Конструкция, не зависящая от мощности и емкости: мощность полностью ванадиевой проточной батареи определяется размером и количеством батареи, а емкость определяется концентрацией и объемом электролита. Следовательно, увеличение мощности может быть достигнуто за счет увеличения мощности пакета и увеличения количества пакетов, а увеличение емкости может быть достигнуто за счет увеличения объема электролита.

4Безопасность и защита окружающей среды: система накопления энергии полностью ванадиевой батареи работает в условиях нормальной температуры и нормального давления, что не только продлевает срок службы компонентов батареи, но и демонстрирует очень хорошие характеристики безопасности. Кроме того, раствор электролита может быть переработан и переработан, что является экологически чистым и экономит ресурсы. Большинство компонентов батареи - это недорогие углеродные материалы, инженерные пластмассы, длительный срок службы, богатые источники материалов, отработанная технология обработки и легкая переработка.

В общем, все ванадиевые проточные батареи окислительно-восстановительного потенциала имеют емкость от сотен киловатт до сотен мегаватт, а емкость хранения энергии составляет от сотен киловатт-часов до сотен мегаватт. Он имеет очевидные преимущества и является одной из предпочтительных технологий для крупномасштабных и эффективных технологий хранения энергии.

5. С какими проблемами сталкиваются все проточные ванадиевые окислительно-восстановительные батареи?

1 ионообменная мембранная технология. Ионообменная мембрана может влиять на взаимную ионную проницаемость между положительным и отрицательным электролитами, тем самым влияя на энергоэффективность проточной батареи и срок службы батареи. Необходимо исследовать и разработать высокоселективную и высокопроводящую ионообменную мембрану для жидкостного проточного аккумулятора.

2 технология приготовления электролита высокой концентрации и высокой стабильности. Ранее затраты на электролит составляли почти 50% от общей стоимости. В настоящее время из-за снижения стоимости аккумуляторов доля стоимости электролита больше.

3 Плотность энергии низкая, а объем большой. Система аккумуляторных батарей должна быть оборудована множеством вспомогательных компонентов, таких как трубопроводы, компоненты клапанов, циркуляционные насосы электролита, теплообменники и т. Д., Что усложняет проточную аккумуляторную батарею и предъявляет более высокие требования к надежности аккумуляторной системы.

6. Каково текущее состояние и перспективы развития проточных батарей?

Полностью ванадиевая проточная батарея подходит для хранения энергии в системах пиковой мощности для бритья, крупномасштабных фотоэлектрических системах, системах ветроэнергетики и источниках бесперебойного питания или системах аварийного питания.

В число мировых производителей ванадиевых проточных батарей в основном входят: Sumitomo Electric Company из Японии, Dalian Rongke Energy Storage Technology Development Co., Ltd. (далее именуемая: Rongke Energy Storage Company), UniEnergy Technologies из США и Gildemeister из Австрии. .

Sumitomo Electric Co., Ltd. начала исследования и разработку технологии полностью ванадиевых проточных батарей в 1990-х годах. Он обладает передовыми технологиями системной интеграции и инженерных приложений, но его основные функциональные материалы и компоненты зависят от аутсорсинга, а стоимость высока. UniEnergy Technologies из США владеет ведущей в мире технологией смешанных кислот, полностью содержащих ванадиевые проточные аккумуляторные батареи, и отвечает за строительство первой в Соединенных Штатах электростанции с полностью ванадиевыми проточными батареями мегаваттного класса. Gildemeister разрабатывает полностью ванадиевые жидкие аккумуляторные батареи для хранения энергии с 2002 года. Эти продукты в основном используются в солнечных фотоэлектрических элементах для электроснабжения в отдаленных районах и на станциях зарядки электромобилей.

Китайские технологии хранения жидкой энергии на основе ванадия и промышленное развитие находятся на ведущем в мире уровне. В настоящее время компания Rongke Energy Storage Company реализовала установленную мощность всех проточных ванадиевых окислительно-восстановительных батарей, превышающую 12 МВт, что составляет 40% от общей установленной мощности в мире. В 2013 году крупнейшая в мире система хранения энергии с полностью ванадиевыми батареями мощностью 5 МВт / 10 МВт, совместно разработанная компанией Rongke Energy Storage Company и Даляньским институтом химической промышленности, успешно прошла приемку владельца. Это первая в мире мощность 5 МВт, подключенная к сети. Крупногабаритные промышленные накопители энергии, по всем показателям находятся на лидирующем международном уровне.

В 2014 году компания Rongke Energy Storage Co., Ltd. в сотрудничестве с Bosch Group (BOSCH) построила полностью ванадиевую аккумуляторную систему хранения энергии мощностью 250 кВт / 1 МВт · ч на ветряной электростанции на севере Германии. В настоящее время эта система является крупнейшей системой полностью ванадиевых проточных батарей в Европе, и ее производительность и стабильность высоко ценятся зарубежными заказчиками. Компания Rongke Energy Storage Co., Ltd. также сотрудничала с UniEnergy Technologies из США в строительстве первой в США электростанции на основе полностью ванадиевых аккумуляторов энергии на жидких аккумуляторах мощностью мегаватт.

Страница содержит содержимое машинного перевода.