液流儲能關(guān)鍵材料與新技術(shù)

　　能源是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和國家安全的重要基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對能源需求日益增加，化石能源的大量消耗所造成的環(huán)境壓力日益突出。大規(guī)模利用可再生能源，實現(xiàn)能源多樣化成為世界各國能源安全和可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。但是，風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電具有不穩(wěn)定、不可控的特性，可再生能源大規(guī)模并入電網(wǎng)會給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重的沖擊。大規(guī)模儲能系統(tǒng)可有效實現(xiàn)可再生能源發(fā)電的調(diào)幅調(diào)頻、平滑輸出、跟蹤計劃發(fā)電，提高電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的消納能力，解決棄風(fēng)、棄光問題。大規(guī)模儲能技術(shù)是解決可再生能源發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定特征的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。全釩液流電池儲能技術(shù)因其使用壽命長、儲能規(guī)模大、安全可靠、環(huán)境友好等特點，成為規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。

　　多年來，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所全釩液流電池儲能技術(shù)研究團(tuán)隊，堅持基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)并重，關(guān)鍵材料、核心部件研發(fā)及電池系統(tǒng)集成創(chuàng)新與示范應(yīng)用并舉的研究開發(fā)理念，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”緊密合作的創(chuàng)新研究開發(fā)機(jī)制，取得了一系列重大技術(shù)突破。

　　1. 突破了液流電池關(guān)鍵材料包括非氟離子傳導(dǎo)膜、電解質(zhì)溶液、液流電池雙極板的設(shè)計與制備技術(shù)，原創(chuàng)性的研制成功液流電池用高選擇性、高傳導(dǎo)性、高穩(wěn)定性非氟多孔離子傳導(dǎo)膜，高導(dǎo)電性、高活性碳素復(fù)合雙極板材料、高穩(wěn)定性電解質(zhì)溶液。突破了關(guān)鍵材料的規(guī)模放大技術(shù)，實現(xiàn)了關(guān)鍵材料的規(guī)模化生產(chǎn)。

　　2．突破了全釩液流電池電堆的設(shè)計集成技術(shù)，發(fā)明了大功率、高功率密度電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和制造技術(shù)，設(shè)計集成出32千瓦大功率液流電池單體電堆，突破了單體電堆工程化制造技術(shù)，實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，并向國外出口。

　　3．突破了高功率、大容量、高集成度全釩液流電池儲能系統(tǒng)設(shè)計方法及多體系耦合控制技術(shù)，發(fā)明了大規(guī)模儲能系統(tǒng)控制管理策略，實施了迄今為止世界上最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用工程，率先實現(xiàn)了液流電池儲能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

　　項目組申請專利150余項，國際專利6項，形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，領(lǐng)軍國內(nèi)外液流電池標(biāo)準(zhǔn)的制定。實施了近20項商業(yè)化示范工程，產(chǎn)品成功進(jìn)軍歐美市場。2012年完成全球最大規(guī)模5MW/10MWh全釩液流電池商業(yè)化示范工程，技術(shù)指標(biāo)和工業(yè)化進(jìn)程均處于國際領(lǐng)先水平。本項目研究成果對推進(jìn)我國可再生能源發(fā)電的普及應(yīng)用，實現(xiàn)節(jié)能減排重大國策具有十分重要的意義。