李先锋：高功率、长寿命碱性锌基液流电池离子传导膜研究获进展

fucaizhan

中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张华民领导的研究团队在碱性锌基液流电池离子传导膜研究方面取得新进展，研究成果在线发表于《先进功能材料》（Adv. Funct. Mater.）上。

　　锌基液流电池储能技术以储量丰富的锌作负极活性物质，具有成本低、安全性高、开路电压高和环境友好等特点，在分布式储能领域具有良好的应用前景。

　　目前，锌基液流电池的关键问题为锌负极的枝晶、累积和脱落，从而导致电池循环稳定性差。膜在调控锌沉积形貌和抑制枝晶生长从而提高电池运行可靠性方面发挥了重要作用。前期，研究团队通过调节多孔离子传导膜的负电荷性质可实现对锌沉积方向和形貌的调控，从而大幅度提高锌基液流电池的面容量和电池的循环稳定性（Nat. Commun., 2018）。

　　该工作在前期研究工作基础上，选用商业化聚乙烯多孔膜（<20美元/平方米）为基膜，原位将功能化空心球引入到基膜中制备出混合基质多孔膜，其中空心球极大地缩短离子传输路径，显著提高电池的功率密度。此外，选用的空心球在碱中具有优良的稳定性。所制得的膜具有优良的机械性能可有效抑制锌枝晶的生长，进而大幅度提高锌基液流电池的循环稳定性，利用该膜材料组装的碱性锌铁液流单电池，在80mA/cm2充放电条件下，能量效率超过了88%。该工作为高功率密度锌基液流电池的开发提供了很好的指导作用。

　　以上工作得到国家自然科学基金、中科院前沿重点项目、中科院国际合作项目（CAS-DOE）、大连化物所自主部署基金的支持。

李先锋，中国科学院大连化学物理研究所，研究员、博士生导师。现任大连化学物理研究所储能技术研究部部长，张大煜优秀学者。入选中组部万人计划青年拔尖人才，中国科学院卓越青年科学家、辽宁省百千万 “百”层次人才。长期从事电化学储能技术的研究开发工作。荣获包括“2015年国家技术发明二等奖（排名3），中国科学院杰出科技成就奖（突出贡献者，排名2）、 “辽宁省技术发明二等奖”（排名第2）等科技奖励。获 “卢嘉锡优秀导师奖”，“中国科学院卢嘉锡青年人才奖”，“第三届“中科院沈阳分院优秀青年科技人才奖”，“中科院朱李月华优秀教师奖”，“辽宁省青年科技奖”等奖励。为首届中科院青年创新促进会会员，中国膜工业协会电驱动膜专业委员会委员，中国材料研究学会青年工作委员会理事。迄今为止，在Energy Environ. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater. Chem. Soc. Rev.,等杂志发表SCI论文130余篇论文，他引次数3000余次， H因子32。担任“Journal of Energy Chemistry”，“Scientific Reports”杂志编委。申报发明专利150余项，国际专利12项。授权20余项。

张华民，男，1956年9月出生，中科院大连化学物理研究所研究员，博士生导师；DICP-SAMSUNG燃料电池联合实验室主任；大连化物所－博融液流储能电池研究开发中心主任；质子交换膜燃料电池关键材料及技术研究组组长。2017年5月，获全国创新争先奖。2007.01～至今 中科院大连化学物理研究所研究员，博士生导师；DICP-SAMSUNG燃料电池联合实验室主任；大连化物所－博融液流储能电池研究开发中心主任；质子交换膜燃料电池关键材料及技术研究组组长自2000年起，作为课题负责人负责主持并完成科技部“燃料电池技术”“九五”攻关项目及中科院科研项目，科技部“863”电动汽车重大专项“燃料电池发动机2”课题一期和二期研究开发项目，中国科学院知识创新二期重大项目“大功率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技术”， 863后续能源领域“氧化还原液流储能电池系统的研究开发”项目的研究开发。
目前，作为项目负责人，主持大连化物所与上海汽车集团合作项目《车用燃料电池应用基础研究》的开发，负责欧盟第六框架国际合作项目及三星合作项目等。主持与企业合作的 “大功率全钒液流储能电池系统的研发及示范”项目。