香港中文大學機械與自動化工程學系最近研發(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。研究團隊預計這種電池可在5至8年內應用于電動汽車市場。
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產生電能,具有安全、環(huán)保、系統(tǒng)設計靈活、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主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活性物質。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合成為碘溴離子,同樣可發(fā)揮穩(wěn)定循環(huán)性的作用,而被釋放的碘離子則可增加電池容量。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,電池容量增加了至少20%。
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,預計在5至8年內可應用于日益龐大的電動汽車市場。“電動汽車如果應用了這種電池,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?!北R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:采集、存儲和應用”的一部分,由30多位來自香港中文大學、香港理工大學、香港科技大學及香港大學學者共同合作,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。