李先锋/袁治章开发出面向用户侧的100kWh锌溴液流电池系统

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近日，我所储能技术研究部（DNL17）李先锋研究员和袁治章研究员团队开发的面向用户侧的100kWh锌溴液流电池系统在榆林中科洁净能源创新研究院并网运行。该系统由电解液循环系统、4个单堆容量为30kWh级的电堆以及与其配套的电力控制模块组成，设计放电总能量为100kWh。该系统在额定30kW功率下放电时，放电能量为110.3kWh，直流侧能量转化效率为83.0%。
　　锌溴液流电池具有能量密度高（>190Wh/L，基于2mol/L活性物质）、成本低等优势，在用户侧储能领域具有良好的应用前景。但锌溴液流电池仍存在锌负极沉积面容量低、锌枝晶等关键科学与技术问题需要进一步解决。

　　我所储能技术研究部坚持基础研究与应用研究并重，通过对电池关键材料包括电极材料（Sci. Bull.，2022；ACS Energy Lett.，2021；Adv. Mater.，2020；Sci. Bull.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021）、电解液（J. Energ. Chem.，2022；Energy Environ. Sci.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021；Adv. Mater.，2020）、高性能离子传导膜（Energy Storage Mater.，2022；Mater. Today Energy，2021）等设计开发，初步解决了锌溴液流电池运行工作电流密度偏低、锌枝晶、面容量偏低等问题。近年来，团队通过电堆结构设计，调控电堆内部流场分布，优化电堆运行策略，将锌溴液流电池电堆面容量提高近一倍至140mAh/cm2，大幅度提高了电池能量密度。在前期单堆能量30kWh级电堆稳定运行的基础上，集成出100kWh锌溴液流电池系统。该系统的成功开发，将进一步推动用户侧新型液流电池的发展，对于推动液流电池可持续发展具有重要意义。
　　以上工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、榆林创新院能源革命科技专项等项目的支持。（文/宋杨、苑辰光 图/邵家云）
          文章来源：大连化物所
      李先锋，男，1979年7月生于山东沂水，中国科学院大连化学物理研究所，研究员，博士生导师。中组部“万人计划”青年拔尖人才，中科院卓越青年科学家获得者，辽宁省百千万人才工程“百层次”人才。大连化学物理研究所储能技术研究部部长，电池材料与关键技术研究组长。长期从事大规模电化学储能技术的研究开发工作。成果荣获包括“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 “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”，“辽宁省青年科技奖”，等奖励。入选中组部青年拔尖人才计划，中国科学院卓越青年科学家项目、大连市杰出青年科技人才等。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。迄今为止共发表SCI论文100余篇，其中Energy & Environmental Science 6篇，Angew. Chem. Int. Ed 1篇， Advanced Functional Materials 2篇，Nano energy 1篇。迄今为止，论文他引次数2500余次， H 因子30。2015年开始担任“Scientific Reports”杂志编委。申报发明专利100余项，国际专利6项。授权20余项。作为负责人主持国家科技部973计划课题、国家自然科学基金，中组部青年拔尖人才计划项目、中科院重要方向性项目等多项项目与课题。
       袁治章，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员，2012年9月在中国科学院大连化学物理研究所攻读工学博士学位。2017年4月破格入选“中国科学院大连化学物理研究所破格选拔优秀应届博士毕业生”，副研究员；2021年4月，聘为锌基液流电池技术研究组（DNL 1705）组长；2021年7月破格晋升为研究员。现从事液流电池膜材料、新体系液流电池等技术研究。迄今为止，发表第一/共同通讯作者文章21篇，包括内前置封面文章Energy Environ. Sci. 1篇，Nat. Commun. 2篇，Angew. Chem. Int. Ed. 2篇，后置封面文章Adv. Mater. 1篇，参与编写英文书籍1部，1篇入选ESI高被引论文。申报发明专利40余件，其中国际专利1件，授权发明专利6件。荣获首届“CPCIF-Clariant可持续发展青年创新奖（授予部门：中国石油和化学工业联合会）”、第七届中国科学院沈阳分院优秀青年科技人才奖、辽宁省自然科学学术成果奖一等奖；入选中国科学院青年创新促进会会员、辽宁省“百千万人才工程”万层次人选。负责主持包括国家自然科学基金面上项目、青年基金项目、大连市重点科技研发计划项目等在内的科研项目9项。