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全钒氧化还原液流电池电解液的制备和性能优化研究进展 被引量：2
1
作者 王帅 王远洋 《工业催化》 2025年第4期26-33,共8页
全钒氧化还原液流电池作为一种新型大规模储能技术,具有安全性高、功率和容量可调节、寿命长、电解液可循环利用、环境友好等优点,但各价态钒离子在电解质中溶解性较差,限制了其大规模应用。制备高浓度和高稳定性电解液是全钒氧化还原... 全钒氧化还原液流电池作为一种新型大规模储能技术,具有安全性高、功率和容量可调节、寿命长、电解液可循环利用、环境友好等优点,但各价态钒离子在电解质中溶解性较差,限制了其大规模应用。制备高浓度和高稳定性电解液是全钒氧化还原液流电池的关键技术之一。重点介绍了电解液的制备方法、浓度分析和性能优化研究进展。 展开更多
关键词 电化学工程 全钒氧化还原液流电池 电解液 性能优化 能源存储
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基于FFRLS-MIUKF算法的全钒液流电池荷电状态估计方法
2
作者 郑涛 贾泽峰 +2 位作者 邱亚 李俊伟 侯谋 《热力发电》 北大核心 2025年第4期68-76,共9页
针对全钒液流电池的荷电状态(state of charge,SOC)估计难度大、成本高、准确性差等问题,提出一种基于带遗忘因子的递推最小二乘法(forgetting factor recursive least squares,FFRLS)和多新息无迹卡尔曼滤波(multiple innovation unsce... 针对全钒液流电池的荷电状态(state of charge,SOC)估计难度大、成本高、准确性差等问题,提出一种基于带遗忘因子的递推最小二乘法(forgetting factor recursive least squares,FFRLS)和多新息无迹卡尔曼滤波(multiple innovation unscented Kalman filter,MIUKF)的全钒液流电池荷电状态估计方法。该方法通过FFRLS在线辨识全钒液流电池等效电路模型参数,然后通过MIUKF进行荷电状态估计,从而达到准确估计全钒液流电池荷电状态的目的。最后,利用实验平台对5 kW/30 kW·h的全钒液流电池采用所提出方法进行验证,实验结果表明,相较于RLS-UKF算法和FFRLS-UKF算法,FFRLS-MIUKF算法在荷电状态估计中表现最优,其充电阶段与放电阶段均方误差与均方根误差更低,均方误差与均方根误差在充电阶段分别为0.0037、0.0609,在放电阶段分别为0.0013、0.0363。 展开更多
关键词 全钒液流电池 SOC估计 递推最小二乘 多新息无迹卡尔曼滤波 遗忘因子
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综合加能站应用场景下长时储能必要性及可行性分析
3
作者 宋利军 王思明 《石油库与加油站》 2025年第3期13-16,I0006,共5页
基于能源系统节能减排要求和综合加能站新能源汽车充电用电日益增长的需求,针对未来综合加能站在储能-用能面临的问题,分析了综合加能站长时储能的必要性及可行性,并提出了适用于综合加能站的本安型、高性能、长寿命的全钒液流电池储能... 基于能源系统节能减排要求和综合加能站新能源汽车充电用电日益增长的需求,针对未来综合加能站在储能-用能面临的问题,分析了综合加能站长时储能的必要性及可行性,并提出了适用于综合加能站的本安型、高性能、长寿命的全钒液流电池储能技术,为实现综合加能站经济效益提升和全生命周期内的零碳排放目标提供了技术路径。 展开更多
关键词 综合加能站 长时储能 全钒液流电池
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有机液流电池的研究进展及在能源领域的应用前景 被引量：2
4
作者 祝东红 宋浩宇 +2 位作者 郭学锋 董天雷 高若梅 《石油炼制与化工》 CAS 北大核心 2025年第1期11-23,共13页
随着全球对清洁能源的需求日益增长,能源存储技术成为实现可再生能源广泛应用的关键。有机液流电池(ORFB)作为一种新兴的能源存储解决方案,因其独特的安全性和环境友好性而受到关注。与传统的锂离子电池相比,ORFB使用水系电解液,不仅避... 随着全球对清洁能源的需求日益增长,能源存储技术成为实现可再生能源广泛应用的关键。有机液流电池(ORFB)作为一种新兴的能源存储解决方案,因其独特的安全性和环境友好性而受到关注。与传统的锂离子电池相比,ORFB使用水系电解液,不仅避免了有害物质的产生,而且显著降低了对人体健康的风险。全面概述了ORFB技术的基本原理、关键组件、最新研究进展和应用潜力。通过对ORFB技术的深入分析,展示了其在能源转型和促进可持续发展方面的重要作用。通过综述当前的研究动态,揭示了ORFB技术发展的趋势和前景,为未来能源存储技术的发展方向提供了指导。 展开更多
关键词 有机液流电池 储能 蒽醌 紫精 二茂铁 离子交换膜
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不同氮源掺杂石墨烯电极材料的制备及电化学性能 被引量：1
5
作者 郝亚玲 李春丽 +5 位作者 周楠 程佳豪 王佳瑞 霍蓉 王德龙 杨鹏 《化工进展》 北大核心 2025年第9期5150-5160,共11页
全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构... 全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构掺氮剂与石墨烯的衍生物氧化石墨烯(GO)表面的含氧官能团进行键合,采用水热法和冷冻干燥技术制备氮掺杂石墨烯气凝胶(NGA)。通过分析对比不同NGA的微观形貌、缺陷程度、物相组成及电化学性能,探究不同掺氮剂对NGA的氮含量、层间距、缺陷程度及电化学性能的影响。研究结果表明,掺氮剂选用五元杂环结构的2-MI制备NGA具有较高的氮含量(5.16%)、层间距(0.367nm)及ID/IG值(1.12),其不仅为V^(2+)/V^(3+)提供了储存场所,并且为V^(2+)/V^(3+)电对提供了更多的活性位点促进了电荷转移和离子传递。将2-MI-NGA涂覆在碳毡(CF)上作为VRFB的负极材料进行单电池充放电测试,在80mA/cm^(2)电流密度下,其过电位仅为CF的10%,有效降低了电池极化,同时2-MI-NGA@CF的放电容量相较CF电池增加了241mA·h。在200mA/cm^(2)电流密度下,2-MI-NGA@CF的能量效率相较于CF提高了16.8%,并且始终保持在63.5%左右稳定运行。该研究为高性能全钒液流电池电极材料的改性提供了新思路。 展开更多
关键词 不同结构含氮有机物 石墨烯基气凝胶 氮掺杂 全钒液流电池 电化学性能
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全钒液流电池电解液容量衰减及草酸恢复研究 被引量：1
6
作者 叶涛 王怡君 +1 位作者 唐子龙 潘国梁 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期1177-1186,共10页
全钒液流电池因其易于规模化、环境友好和高安全性等优势,被视为一种适合大规模商业化应用的储能技术。然而,长期循环使用中出现的容量衰减问题限制了其在储能领域的广泛应用。本文通过深入分析电池循环前后的电化学特性变化曲线,并结... 全钒液流电池因其易于规模化、环境友好和高安全性等优势,被视为一种适合大规模商业化应用的储能技术。然而,长期循环使用中出现的容量衰减问题限制了其在储能领域的广泛应用。本文通过深入分析电池循环前后的电化学特性变化曲线,并结合高锰酸钾滴定的结果,确定了电池容量衰减的主要因素,即电解液失衡和电极退化导致的负极活性物质减少和极化加剧。此外,采用草酸还原的方法将电解液的放电比容量恢复至初始的92.7%,并通过互换正负电极缓解了电池的极化加剧,证实了通过电极交换可以有效恢复并稳定电极的电化学活性。最后,采用恒压充电的方法解决了草酸残留问题,并制定了一种草酸恢复电解液的工艺路线,成功将已用电解液的平均价态从3.580价恢复至3.508价。该研究全面分析了全钒液流电池容量衰减的深层次原因,为电解液的恢复发挥了重要的指导作用,同时针对草酸恢复过程中的残留问题提出了简便有效的技术解决方案,为电解液的恢复和再利用提供了新的可能性。 展开更多
关键词 全钒液流电池 电解液恢复 草酸还原 化学滴定
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高分散COF基离子传导膜提高全钒液流电池性能
7
作者 房庭旭 逄博 +3 位作者 崔福军 姜晓滨 吴雪梅 贺高红 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第4期95-103,112,共10页
提出一种单体与聚合物溶液先浇铸成前驱体膜,而后溶剂热原位生长的高分散COF复合膜制备方法。硫酸酯化聚苯并咪唑(PBIOSO 3H)与磺酸氨单体间具有强氢键相互作用,可在膜中均匀分散单体并原位限域生长磺酸共价有机框架(SCOF),解决了COFs... 提出一种单体与聚合物溶液先浇铸成前驱体膜,而后溶剂热原位生长的高分散COF复合膜制备方法。硫酸酯化聚苯并咪唑(PBIOSO 3H)与磺酸氨单体间具有强氢键相互作用,可在膜中均匀分散单体并原位限域生长磺酸共价有机框架(SCOF),解决了COFs掺杂膜易团聚的问题。硫酸酯化聚苯并咪唑膜中引入SCOF后,质子传导率提高了89.7%,面电阻降低了48.6%,氢钒离子选择性提高了1.5倍。其全钒液流电池在电流密度200 mA/cm^(2)下,能量效率达到79.5%,远高于商业化的Nafion212膜(69.9%),表明本文提出的单体浇铸原位生长制备高分散COF基离子传导膜的方法可以有效提高全钒液流电池性能。 展开更多
关键词 质子交换膜 全钒液流电池 共价有机框架 高分散
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纳米结构Co-Nd-MOF/GO电极材料的制备及电化学性能
8
作者 王德龙 邢世禄 +5 位作者 李春丽 周楠 郝亚玲 霍蓉 李秀华 刘惠锋 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第11期102-113,共12页
钒氧化还原液流电池(VRFB)被认为是最具有前景的大规模储能体系之一,但电极材料在高电流密度下能量效率低制约了VRFB的发展,对电极材料进行修饰改性可提高其能量效率和稳定性.本文以钕基金属有机框架(Nd-MOF)为前驱体,引入过渡金属钴进... 钒氧化还原液流电池(VRFB)被认为是最具有前景的大规模储能体系之一,但电极材料在高电流密度下能量效率低制约了VRFB的发展,对电极材料进行修饰改性可提高其能量效率和稳定性.本文以钕基金属有机框架(Nd-MOF)为前驱体,引入过渡金属钴进行掺杂;并采用水热法使Co-Nd-MOF与具有高导电性的氧化石墨烯(GO)通过GO的含氧官能团键合,制备出具有优异电化学性能的Co-Nd-MOF/GO-2复合材料,并将其作为修饰空白碳毡(CF)的电极材料应用于VRFB负极.电化学测试结果表明,Co-Nd-MOF/GO-2对V^(2+)/V^(3+)的氧化还原反应具有优异的电催化作用,可以提高VRFBs的电压效率(VE)和能量效率(EE).在50mA/cm^(2)电流密度下,Co-Nd-MOF/GO-2复合材料修饰电极相较于CF过电位降低了259.7 mV,放电容量提高了263 mA·h;在140 mA/cm^(2)电流密度下,该修饰电极相较于CF的VE和EE分别提高了9.2%和10.0%,循环之后电流密度调回50 mA/cm^(2),VE和EE几乎无衰减,表现出良好的循环稳定性.研究结果表明,Co的掺杂提供了额外的金属节点和自由空穴,而GO的复合降低了MOF的团聚程度并为V^(2+)/V^(3+)反应提供了更多活性位点,从而促进了电荷转移和离子传递.上述效应加上GO与Co-Nd-MOF之间的协同作用,共同显著提升了复合电极材料的导电性能.该研究为推进VRFB的进一步应用提供了一种可行的方法. 展开更多
关键词 金属有机框架 CO掺杂 氧化石墨烯 钒氧化还原液流电池 电催化活性
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全钒液流电池的电极结构研究进展 被引量：1
9
作者 李跃林 刘祉妤 +5 位作者 郭森 刘晓君 张蓬亮 王程程 梁原 王锐 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期601-612,共12页
全钒液流电池(VRFB)作为一种极具前途的大规模储能技术,提高电池功率密度和运行效率是降低液流电池成本的有效途径之一。电极是实现电能与化学能相互转换的核心场所,电极材料的结构特性和表面性质直接影响电化学反应速率、电池内阻和电... 全钒液流电池(VRFB)作为一种极具前途的大规模储能技术,提高电池功率密度和运行效率是降低液流电池成本的有效途径之一。电极是实现电能与化学能相互转换的核心场所,电极材料的结构特性和表面性质直接影响电化学反应速率、电池内阻和电解液传输过程,从而影响电池性能。通过开发宏观、微观有序的电极结构,达到电极传输性能和电化学性能协同提升的目的。本文全面综述了对电极从宏观到微观层面上的结构设计及在全钒液流电池中的研究进展。在宏观尺度上,总结分析了电极压缩比、电极流场结构、电极几何形状等结构参数对电池性能的影响;在微观尺度上,通过物理和化学方法构建了多级孔分布的单层电极结构和具有梯度分布的多层电极结构,可以增大电极比表面积,促进电化学反应,同时改善电解液在电极表面的扩散。最后,对电极结构设计存在的问题及下一步研发方向进行了展望。 展开更多
关键词 全钒液流电池 电极 结构设计
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一种水系液流电池用聚苯并咪唑共混膜的设计
10
作者 曹海燕 王昭琪 +4 位作者 高嘉明 谢烜煜 张林娟 王建强 周明东 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第4期143-151,共9页
以具有刚性结构的聚苯并咪唑(PBI)为基体,通过物理共混法将醋酸纤维素(CA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加至基体中,制备了不同CA/PVP(CP)含量的新型PBI基共混膜。结果表明,以PVP作为造孔剂,提高了膜的孔隙率,而CA的加入会降低膜的溶胀率并... 以具有刚性结构的聚苯并咪唑(PBI)为基体,通过物理共混法将醋酸纤维素(CA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加至基体中,制备了不同CA/PVP(CP)含量的新型PBI基共混膜。结果表明,以PVP作为造孔剂,提高了膜的孔隙率,而CA的加入会降低膜的溶胀率并增强膜的机械性能。综合分析不同CP添加比例的膜的相关性能(如机械性能、吸水溶胀率、面电阻和离子电导率等),CP添加比例为2.5%的PBI共混膜在化学性能上最为优异,综合性能具备一定的优势。在以2,6-二羟基蒽醌(2,6-DHAQ)和亚铁氰化钾{K_(4)[Fe(CN)_(6)]}为活性物质的碱性水系有机氧化还原液流电池(AORFBs)中,组装有2.5%CP PBI膜的AORFB最大功率密度可达159 mW/cm^(2),在80 mA/cm^(2)电流密度下能量效率达82.8%,优于组装有商用Nafion117膜的AORFB。此外,该系统在500次充放电循环中表现出优异的稳定性,容量衰减率仅为0.0006%。 展开更多
关键词 聚苯并咪唑 醋酸纤维素 共混膜 水系有机氧化还原液流电池
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全钒液流电池电极材料研究进展
11
作者 樊勃言 郭明聪 +2 位作者 马畅 吕晗 郑海峰 《炭素技术》 北大核心 2025年第4期12-18,共7页
全钒液流电池(VRFB)凭借成本低、响应速度快、设计灵活、使用寿命长及安全环保等显著优势,在大型储能系统领域备受关注。经过多年研究,该技术已逐步迈向商业化阶段,但在能量密度与效率方面仍有较大提升空间。针对当前面临的瓶颈,通过本... 全钒液流电池(VRFB)凭借成本低、响应速度快、设计灵活、使用寿命长及安全环保等显著优势,在大型储能系统领域备受关注。经过多年研究,该技术已逐步迈向商业化阶段,但在能量密度与效率方面仍有较大提升空间。针对当前面临的瓶颈,通过本征处理、金属或金属氧化物修饰以及杂原子掺杂炭基材料修饰等手段,开发具有高电化学活性、强稳定性和低成本的电极材料,成为解决问题的关键途径。本文系统综述了VRFB储能技术的工作原理,详细介绍了电极材料的最新研究进展,并全面总结了电极材料的改性方法,最后对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 全钒液流电池 电极 改性
原文传递
聚苯胺复合离子膜及液流电池性能研究
12
作者 李雅倩 王权 +3 位作者 张可欣 刘巧鸿 宋芃 安全福 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
铁-铬氧化还原液流电池(ICRFB)相对成本较低,在大规模储能领域中具有较好的应用前景。其中,质子交换膜作为铁-铬氧化还原液流电池的重要组件,对电池储能效率具有较大影响,因此开发新型高性能质子交换膜材料至关重要。本研究通过在Nafio... 铁-铬氧化还原液流电池(ICRFB)相对成本较低,在大规模储能领域中具有较好的应用前景。其中,质子交换膜作为铁-铬氧化还原液流电池的重要组件,对电池储能效率具有较大影响,因此开发新型高性能质子交换膜材料至关重要。本研究通过在Nafion膜中掺杂聚苯胺纳米管(PANI),成功制备了一系列不同掺杂量的聚苯胺复合离子膜。PANI纳米管的引入提高了膜的保水率和尺寸稳定性,并增强了质子传导性能。实验结果表明,Nafion/PANI-0.5膜在80℃下的质子电导率达到223.4×10^(-2)S/cm。采用该膜的ICRFB单电池在电流密度为100 mA/cm^(2)时,库仑效率(CE)和能量效率(EE)均优于Nafion膜,分别达到97.9%和87.2%。本研究制备的Nafion/PANI-0.5膜在ICRFB中的应用中展现出良好的性能,为提升液流电池储能系统的整体效能提供了新的思路。 展开更多
关键词 铁铬液流电池 聚苯胺纳米管 质子交换膜 质子传导率
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全钒液流电池用纤维素纳米晶掺杂混合基质膜
13
作者 刘鑫 郑皓仁 +3 位作者 陈强 丁静怡 黄康 徐至 《化工学报》 北大核心 2025年第5期2294-2303,共10页
设计了用于全钒液流电池的纤维素纳米晶(CNC)掺杂的磺化聚醚醚酮(SPEEK)混合基质膜,CNC表面大量的羟基和磺酸基团使其具有良好的亲水性,这些基团的存在也能改善填料和聚合物之间的界面相容性。此外,CNC的高结晶度和高纵横比确保了膜在... 设计了用于全钒液流电池的纤维素纳米晶(CNC)掺杂的磺化聚醚醚酮(SPEEK)混合基质膜,CNC表面大量的羟基和磺酸基团使其具有良好的亲水性,这些基团的存在也能改善填料和聚合物之间的界面相容性。此外,CNC的高结晶度和高纵横比确保了膜在强酸性和强氧化性条件下高的稳定性以及良好的活性离子阻隔能力。同时其表面丰富的—OH基团与水分子以及SPEEK中丰富的—SO_(3)H基团构建了高度互连的亲水离子纳米团簇,实现高达0.073 S·cm^(-1)的质子传导率。使用其组装的电池在120 mA·cm^(-2)的电流密度下电压效率(VE)可达88.7%,远远超过SPEEK膜(78.3%),表明SPEEK/CNC膜在全钒液流电池中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 全钒液流电池 混合基质膜 纤维素纳米晶
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钒液流电池用双侧链阴离子交换膜的制备与性能
14
作者 刘阿满 张晓静 +3 位作者 陈可欣 李坚 任强 汪称意 《精细化工》 北大核心 2025年第7期1516-1523,共8页
采用1-(6-溴己基)-1-甲基哌啶离子盐(Br-6-Pip)和1-溴十八烷对聚(联苯哌啶)(PBP)共接枝,制备了一系列同时含有长疏水侧链(十八烷基接枝度30%)和柔性亲水侧链[烷基哌啶接枝度(x)]的阴离子交换膜(x Pip-30%18PBP膜)。通过^(1)HNMR、SEM、... 采用1-(6-溴己基)-1-甲基哌啶离子盐(Br-6-Pip)和1-溴十八烷对聚(联苯哌啶)(PBP)共接枝,制备了一系列同时含有长疏水侧链(十八烷基接枝度30%)和柔性亲水侧链[烷基哌啶接枝度(x)]的阴离子交换膜(x Pip-30%18PBP膜)。通过^(1)HNMR、SEM、TEM对其进行了表征,利用物性测定和TGA、力学性能、离子传导率、钒离子渗透率测试,考察了烷基哌啶接枝度对x Pip-30%18PBP膜性能的影响。结果表明,x Pip-30%18PBP膜具有良好的微相分离结构,随着烷基哌啶接枝度从40%增至70%,膜内微相分离结构显著提高,x Pip-30%18PBP膜的理论离子交换容量从2.26 mmol/g提升至2.88 mmol/g;20℃下,吸水率从53.8%提高到82.6%,溶胀率从9.9%提高至23.4%;离子传导率从28.9 mS/cm增至41.9 mS/cm,膜面电阻从0.76Ω·cm^(2)降至0.39Ω·cm^(2);拉伸强度从9.6 MPa逐渐降至5.7 MPa,而断裂伸长率从19.8%逐渐提高到35.5%;钒离子渗透率为1.32×10^(–6)~2.16×10^(–6)cm^(2)/min。60%Pip-30%18PBP膜具有最佳的综合性能,将其组装钒液流单电池。在电流密度40 mA/cm^(2)下,该电池的能量效率高达80.0%;在电流密度100 mA/cm^(2)的充放电循环200次测试中,库仑效率维持在91%~92%,而能量效率仅下降了4.2%。 展开更多
关键词 阴离子交换膜 超强酸催化 柔性哌啶阳离子 长疏水侧链 微相分离 钒液流电池 功能材料
原文传递
机器学习在液流电池全生命周期研究中的应用与展望
15
作者 刘子玉 姜泽坤 +2 位作者 周天航 陈萍 徐泉 《世界石油工业》 2025年第4期130-140,共11页
为了应对“双碳”目标下中国油气行业在能源转型中面临的能源安全与绿色发展双重挑战,并加速大规模、长时液流电池在石油工业场景中的部署应用,采用系统性综述的研究方法,聚焦式探究了机器学习技术在液流电池全生命周期中的四大核心领域... 为了应对“双碳”目标下中国油气行业在能源转型中面临的能源安全与绿色发展双重挑战,并加速大规模、长时液流电池在石油工业场景中的部署应用,采用系统性综述的研究方法,聚焦式探究了机器学习技术在液流电池全生命周期中的四大核心领域:材料发现与优化、系统设计与调控、性能预测与健康管理、技术经济性分析。研究结果表明:①机器学习正从根本上重塑液流电池的研发范式,实现从“物理试错”到“数据驱动”的转变;②在材料层面,可加速适用于油田严苛环境的新型电解质与膜材料的理性设计与筛选;③在系统层面,能辅助优化兆瓦级储能系统的关键组件与运行策略,显著提升能量效率;④在运维层面,通过精准的性能预测与健康评估,为海上或偏远储能站的智能监控与预测性维护提供了核心技术支撑;⑤在经济性方面,有助于优化运行参数以降低全生命周期度电成本。结论认为,机器学习是破解当前液流电池技术成本与性能瓶颈,推动其从实验室走向工业化部署的关键抓手和核心赋能技术;其在提升系统性能、加速技术迭代与降低全周期成本方面拥有巨大的潜力,为石油工业构建安全、可靠、经济的大规模储能系统,从而保障其在能源转型中的平稳过渡,提供了重要的技术路径与决策支持;而高质量数据库构建、模型可解释性与现场工况鲁棒性等挑战,则是未来实现技术突破必须率先攻克的难题。 展开更多
关键词 液流电池 机器学习 石油工业 材料发现 系统设计 性能预测 成本分析
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全钒液流电池电解液原料与制备技术的研究进展
16
作者 金也 苏士焜 +1 位作者 王梦皓 郑金玉 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第6期1665-1675,共11页
全钒液流电池具有本质安全、循环寿命长、环境友好、配置灵活等优势,在液流电池技术领域得到广泛研究和应用。电解液的稳定性是影响全钒液流电池性能和循环寿命的关键因素,同时也占据了40%~50%的电池成本。总结了全钒液流电池电解液的... 全钒液流电池具有本质安全、循环寿命长、环境友好、配置灵活等优势,在液流电池技术领域得到广泛研究和应用。电解液的稳定性是影响全钒液流电池性能和循环寿命的关键因素,同时也占据了40%~50%的电池成本。总结了全钒液流电池电解液的工作原理,对比了多种液流电池电解液特性,聚焦讨论了以VOSO_(4)与V_(2)O_(5)为钒源的V^(3.5+)电解液制备技术发展历程,包括成熟的直接与间接电解法制备策略,以及新兴的Pt/C基催化剂制备路径。在探讨利用工业废料如钒渣、含钒废液作为钒源,以及引入氯离子提升电解液性能的研究进展基础上展望了未来研究方向,旨在为全钒液流电池电解液技术的进步与应用提供前瞻性见解。 展开更多
关键词 全钒液流电池 电解液 五氧化二钒 电化学活性 稳定性
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基于全钒液流电池模拟的正负极浓度失衡研究
17
作者 林永健 韩子娇 +2 位作者 谢冰 胡姝博 李爱魁 《电源技术》 北大核心 2025年第10期2162-2172,共11页
针对全钒液流电池长期循环中正负极电解液浓度失衡引发的电压效率衰减问题,基于COMSOLMultiphysics仿真软件,构建能斯特-普朗克方程与三次电流分布模块耦合的二维多物理场模型,解析浓度失衡-过电位分布-极化机制的动态关联。研究表明,... 针对全钒液流电池长期循环中正负极电解液浓度失衡引发的电压效率衰减问题,基于COMSOLMultiphysics仿真软件,构建能斯特-普朗克方程与三次电流分布模块耦合的二维多物理场模型,解析浓度失衡-过电位分布-极化机制的动态关联。研究表明,浓度失衡导致电极入口5 mm处电化学反应电流密度最大,诱发负极近膜侧局部放电过电位高达0.11V,且放电工况下该区域过电位较充电过程增加0.019V。在以正极为动力学约束的钒电池电化学反应中,浓度失衡导致充电时隔膜内H⁺浓度下降,使正极活化极化为主导。放电过程中膜内H⁺浓度随失衡加剧增大,进而增大负极的浓差极化。高电流密度下,沿电解液流动方向的浓度梯度明显增大,负极浓差极化增大导致电压效率最大衰减19.35%。本研究结果可为电解液使用策略研究及运行参数调整提供指导。 展开更多
关键词 全钒液流电池 COMSOL模拟 浓度失衡 过电位 极化 电压效率
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水系有机液流电池正极储能材料研究进展
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作者 李国宝 刘睿卿 +1 位作者 季云龙 王盼 《化学学报》 北大核心 2025年第8期895-916,共22页
水系有机液流电池作为一种高效、安全、性能可调的大规模储能技术,近年来受到广泛关注.本综述总结了水系有机液流电池正极材料的研究进展,重点探讨了不同类型的有机正极材料,如二茂铁及其衍生物、铁氰化物及其他铁基配合物、氮氧自由基... 水系有机液流电池作为一种高效、安全、性能可调的大规模储能技术,近年来受到广泛关注.本综述总结了水系有机液流电池正极材料的研究进展,重点探讨了不同类型的有机正极材料,如二茂铁及其衍生物、铁氰化物及其他铁基配合物、氮氧自由基衍生物、醌类化合物、吩噻嗪衍生物等材料的结构特性、电化学性能与电池表现.研究表明,通过分子设计与功能化,有机活性分子的氧化还原电位、溶解度和稳定性均得到显著提升,从而优化了电池整体性能.尽管该领域取得了显著进展,水系有机液流电池正极材料在电池长时循环稳定性、能量密度提升和成本控制等方面仍存在诸多挑战,亟待进一步研究解决. 展开更多
关键词 水系有机液流电池 正极储能材料 二茂铁衍生物 铁基配合物 氮氧自由基
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基于联吡啶鎓盐基的单液流电池技术
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作者 陈俊卫 黄国治 +6 位作者 彭思然 文贤馗 范强 胡全 李朝杰 李文津 王超 《电源技术》 北大核心 2025年第9期1863-1867,共5页
电活性有机化合物(EOMs)因其优越的溶解性、低成本和结构可调控性而受到广泛关注。基于EPI Suite^(TM)数据库的水溶性统计,从中筛选出优异的EOMs候选者。设计了一种联吡啶鎓盐类的氧化还原单流动电池(SRFB),实现了优选的2,2'-联吡... 电活性有机化合物(EOMs)因其优越的溶解性、低成本和结构可调控性而受到广泛关注。基于EPI Suite^(TM)数据库的水溶性统计,从中筛选出优异的EOMs候选者。设计了一种联吡啶鎓盐类的氧化还原单流动电池(SRFB),实现了优选的2,2'-联吡啶鎓盐电解质能够在超高浓度下稳定充放电。结果表明:采用SRFB技术可提供更高的可逆容量和功率密度,基于饱和浓度的2,2'-联吡啶鎓的SRFB在40 mA/cm^(2)电流密度下显示出高达56.0 Ah/L的可逆电解液体积比容量和99.99%的库仑效率。该研究大大提高了联吡啶鎓基电解质的可逆容量,提供了一种前景广阔且安全的RFB技术,并且能够适应各种应用场景。 展开更多
关键词 电活性有机化合物 单液流电池 联吡啶鎓盐 高可逆容量
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全钒液流电池电极材料关键问题及应对策略
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作者 蔡家辉 朱凯 赖勤志 《精细化工》 北大核心 2025年第11期2380-2391,2406,共13页
全钒液流电池(VRFB)凭借寿命长、安全、环保以及容量规模可扩展等特性,成为未来极具前途的大规模储能系统之一。电极作为VRFB核心部件,对电池能量效率具有重大影响。但电极催化面积不足、催化活性低、长循环过程中老化损耗、存在的副反... 全钒液流电池(VRFB)凭借寿命长、安全、环保以及容量规模可扩展等特性,成为未来极具前途的大规模储能系统之一。电极作为VRFB核心部件,对电池能量效率具有重大影响。但电极催化面积不足、催化活性低、长循环过程中老化损耗、存在的副反应——析氢反应(HER)等阻碍了VRFB的进一步商业化。电极老化和HER会减少VRFB的使用寿命,降低VRFB的性能。对于电极老化以及HER问题缺少可靠的应对策略,亟需对已有的研究成果进行归纳总结。该文首先综述了提高电极催化面积及催化活性的改性策略;然后,详细讨论了电极老化特征、老化监测方法、HER的影响因素及HER先进的表征技术;最后,结合研究现状,为VRFB电极材料未来的发展提出了切实可行的建议:加固碳纤维以及增强电极中sp^(2)碳稳定性将是延缓电极老化的重要策略,金属和金属氧化物催化剂以及更均匀的电极材料则具有抑制HER的巨大潜力。 展开更多
关键词 全钒液流电池 电极材料 大规模储能 电极老化 析氢反应
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