有机氧化还原液流电池储能的可持续性和安全性

有机氧化还原液流电池储能的可持续性和安全性

有机氧化还原液流电池（AORFBS）以电能形式储存可再生能源，并提供给电网。传统的液流电池成本昂贵，电解质有腐蚀性。为解决这些问题，提出一种中性水AORFBS，其具有极好的长循环性能，且输出功率高，是可持续和安全的能源存储的一种选择。

随着全球能源需求不断增加，需要大规模利用可再生能源（如太阳能、风能等），这就需要有效的能源存储方式。AORFBS可以大规模储能，相比传统可充电电池（如铅酸电池、锂电池），AORFBS接入电网稳定性更好，可以高功率输入输出。传统RFBS（液流电池），包括钒-RFBS及锌-RFBS，虽然技术成熟，但钒及锌资源有限，且两种电池有电流低、成本高、电解质易腐蚀等缺点。因此，发展低成本、更安全的AORFBS以满足新能源存储需求十分必要。AORFBS可克服RFBS的缺点以及电解质材料性能不稳定的缺点，具有比RFBS更高的能量密度。

提出了一种二茂铁/甲基紫中性水有机氧化还原液流电池（FcNCl/MV AORFBS）。所设计的FcNCl/MV AORFBS采用有高度可溶性的二茂铁化合物（二茂铁基甲基）、三甲基氯化铵或二茂铁甲基、五甲基丙烷、二胺二溴及甲基紫精（MV）两种电解液方案。

所提出的FcNCl/MV AORFBS方案首次将二茂铁化合物应用到AORFBS。试验结果表明，FcNCl/MV AORFBS具有能量密度高（45.5Wh/L）、循环性能好（在60mA/cm2下具有700个循环，每个循环具有99.99%的容量保留率，以及高达125mW/cm2的功率密度）、电解质为中性的优点，克服了传统AORFBS的不足。

刊名：Journal of The American Chemical Society（英）

刊期：2017年第3期

作者：Bo Hu

编译：徐嘉浩