南方財(cái)經(jīng)全媒體記者 林典馳 深圳報(bào)道

今日首屆光明科學(xué)城論壇在深圳拉開帷幕，會上南方科技大學(xué)講席教授、中國科學(xué)院院士趙天壽帶來面向碳中和目標(biāo)的儲能技術(shù)展望的相關(guān)分享。

他表示，實(shí)現(xiàn)碳中和需要建立新型電力系統(tǒng)，需要規(guī)模化、高安全不同時(shí)長的儲能技術(shù)。

(資料圖片僅供參考)

趙天壽長期致力于熱質(zhì)傳遞理論和電池儲能技術(shù)的研究。建立了電池儲能系統(tǒng)中熱質(zhì)傳遞和電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換的耦合理論，提出了可充放電的液態(tài)能量載體儲電的新方法。

其中，液流電池是其過去十幾年來研究的重點(diǎn)。他表示，傳統(tǒng)鋰電池能量和功率都聚集在電池內(nèi)部，而液流電池的能量聚集在電池外邊，帶來能量和功率的解耦。液流電池的優(yōu)點(diǎn)是本身安全擴(kuò)展性很高，電池壽命較長，是傳統(tǒng)鋰離子電池的三倍。

“然而，直到現(xiàn)在未能大規(guī)模應(yīng)用的原因是成本居高不下。”趙天壽表示。

他認(rèn)為，目前液流電池處于產(chǎn)業(yè)化的窗口期。“降低液流電池的成本，我認(rèn)為要從兩個(gè)方面來著手，一方面是降低電堆所需材料，另外一個(gè)是提高電解液利用率，即使是目前最成熟的全釩液流電池，其電解液利用率也只有60%，也就是說只有60%的釩能夠在電池上發(fā)揮作用。”

趙天壽表示，“為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)的話，可行的方法是提高電流密度，也就是功率密度，借助此舉降低成本，提高電解液的利用率，也是我們的奮斗目標(biāo)。”

趙天壽表示，“我原來是研究工程熱物理領(lǐng)域，20年前我開始從事電化學(xué)研究，其中一個(gè)成績是把熱物理和電化學(xué)領(lǐng)域的知識結(jié)合起來，解決流體電池，包括液流電池在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)問題。”

“我提出了新型熱電化學(xué)耦合理論，借助理論指引，我們突破了液流電池的關(guān)鍵部件，找到提高電極活性和高穩(wěn)定性的電極材料，適合大規(guī)模的工藝生產(chǎn)。”趙天壽表示。

除此之外，傳統(tǒng)電極結(jié)構(gòu)主要是由碳纖維支撐的多孔介質(zhì)，它的問題在于比面積提高時(shí)，同步帶來阻力的上升，降低了電池效率。

趙天壽提到，“我們發(fā)明了一個(gè)新的電極，比面積很高，同時(shí)它的流阻也很小，使效率和電流密度得到了非常大的提高。同時(shí)我們采用機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)新型的液流電池流道，找到一個(gè)阻力非常小，同時(shí)能夠把液態(tài)的電解質(zhì)均勻分布在電極上，這也是另外一個(gè)突破。”

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