液流電池技術革新，助力能源轉型加速

 在全球積極推進能源轉型，全力邁向低碳可持續(xù)發(fā)展的大背景下，大規(guī)模儲能技術已成為實現這一目標的核心要素。液流電池技術，憑借優(yōu)勢，正逐步成為能源領域的焦點，為能源轉型注入強勁動力。

一、液流電池技術優(yōu)勢凸顯

      液流電池技術體系豐富多樣，包含全釩、鋅鐵、鋅溴、鐵鉻等二十余種技術路線。其中，全釩液流電池作為典型代表，以工作原理和結構設計備受關注。與鋰離子電池不同，釩電池主要依靠不同價態(tài)的釩離子實現導電，且其正負極兩側分別配備電解液儲罐，借助循環(huán)泵讓電解液在電池內部參與反應。

      從性能特性來看，液流電池具有多重顯著優(yōu)勢。首先，在循環(huán)壽命方面表現好，多數技術路線可輕松實現一萬次以上的循環(huán)充放電，部分先進技術甚至能達到兩萬次以上，整體使用壽命長達 20 年或更久。這意味著在長期使用過程中，無需頻繁更換電池，大大降低了維護成本和資源浪費。其次，液流電池自放電現象極其微弱，即便存放數天乃至數周，電量幾乎不會出現衰減，這一特性為長時儲能提供了堅實保障。再者，其響應速度極快，能夠在瞬間完成充放電狀態(tài)的切換，響應時間僅需 1 毫秒，這對于電力系統(tǒng)的快速調節(jié)和穩(wěn)定運行至關重要。

二、技術革新推動性能提升

      近年來，科研人員在液流電池技術革新方面不斷取得突破。以中國科學院院士趙天壽團隊為例，他們通過深入的基礎理論研究，在關鍵材料與器件方面進行創(chuàng)新，使液流電池性能得到大幅提升。將電流密度提高到主流水平的 3 倍以上，電解液利用率提升至 80%，并且在經過兩萬次循環(huán)后，電池性能依然穩(wěn)定，無顯著衰減。這一系列技術突破，不僅增強了液流電池在儲能領域的競爭力，更為重要的是，為降低其成本奠定了堅實基礎。通過提高性能，使得液流電池在單位成本下能夠提供更多的儲能服務，從而在經濟上更具可行性。

      與此同時，中國科學技術大學工程科學學院談鵬團隊在液流電池領域也取得了重大進展。他們設計出一種由鎵、銦以及鋅組成的液態(tài)合金電極（Ga80In10Zn10, wt.%）作為可流動態(tài)負極，搭配堿性電解質和空氣正極，成功實現了超高能量密度與快速充電性能。該電池理論容量密度高達 1004.4Ahkg -1，在 10mA cm -2 的電流密度下，能保持平均容量密度 635.1Ahkg -1 的長時間穩(wěn)定放電（123 小時）。尤為突出的是，其充電速度極快，可在 5 分鐘內完成充電，堪比傳統(tǒng)汽油加注速度。此外，該電池采用水系電解質，極大地降低了熱失控風險，同時在 800 次循環(huán)中展現出高效率，充電電壓為 1.77V，相比常規(guī)空氣電極能量效率提升 22%。通過添加特定比例的鋅和銦，有效抑制了電極枝晶生長和化學副反應，確保了電池長時間穩(wěn)定運行。

三、成本挑戰(zhàn)與應對策略

      盡管液流電池技術前景廣闊，但目前在成本方面仍面臨一定挑戰(zhàn)。以主流的全釩液流電池為例，由于使用了成本較高的釩金屬，導致每千瓦時的儲電容量成本超過 2000 元，這一成本遠高于抽水蓄能等長時儲能技術，在一定程度上限制了其大規(guī)模商業(yè)化應用。據相關數據顯示，釩電解液成本在全釩液流電池成本構成中占比約 40%。

     為應對成本挑戰(zhàn)，業(yè)內積極探索多種策略。一方面，通過提升電池電流密度、電解液利用率等關鍵技術指標，降低系統(tǒng)成本。例如，前文提到的趙天壽團隊和談鵬團隊的技術創(chuàng)新成果，都有助于在提高性能的同時降低成本。另一方面，加快關鍵材料的國產化進程，減少對進口的依賴，從而降低原材料成本。此外，從政策層面來看，政府可以考慮給予液流電池等初期高成本技術財政補貼與稅收優(yōu)惠，鼓勵企業(yè)加大研發(fā)和生產投入。同時，通過完善電力市場、碳市場等市場機制，以及創(chuàng)新共享儲能等商業(yè)模式，加快儲能成本的回收，提高液流電池項目的經濟效益。

      值得欣慰的是，近兩年液流電池的全生命周期成本已呈現出下降趨勢。高工產研儲能研究所（GGII）預計，到 2026 年液流電池成本有望降至 2 元 / Wh 以內。隨著技術的不斷進步和產業(yè)規(guī)模的逐步擴大，液流電池成本下降空間巨大，未來其經濟性將不斷提升。

四、廣泛應用場景與市場前景

      隨著風電、光伏等可再生能源在全球范圍內的大規(guī)模裝機，其發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題日益凸顯。液流電池憑借自身優(yōu)勢，在多個領域具有廣闊的應用前景。

      在電網調峰方面，液流電池能夠在用電低谷時儲存電能，在用電高峰時釋放電能，有效平衡電網供需，提高電網運行的穩(wěn)定性和可靠性。在平滑可再生能源輸出方面，可對風電、光伏等不穩(wěn)定的電能進行儲存和調節(jié)，使其輸出更加平穩(wěn)，便于并入電網。在分布式能源系統(tǒng)儲能中，液流電池可作為分布式發(fā)電系統(tǒng)的儲能單元，保障分布式能源的穩(wěn)定供應。此外，在備用電源領域，液流電池也能發(fā)揮重要作用，為重要設施和場所提供可靠的應急電源保障。

     從市場前景來看，隨著政策持續(xù)加碼以及項目加速落地，液流電池市場規(guī)模呈現出快速增長態(tài)勢。據中信證券測算，全釩液流電池到 2025 年新增規(guī)模將達到 0.53GW，2027 年將達到 1.07GW，對應市場空間分別為 58 億元和 109 億元。眾多企業(yè)也紛紛加速在液流電池領域的布局。例如，今年 3 月，偉力得 100MW/400MWh 全釩液流儲能電站項目在四川省樂山市開工，總投資 14 億元；2 月，云南楚雄州永仁縣 500MW/2GWh 全釩液流儲能系統(tǒng)集成生產線項目、永仁縣 300MW/1200MWh 全釩液流儲能電站項目開工，總投資額約 36.27 億元；1 月，總投資 80.8 億元的周口市液流電池全產業(yè)鏈綜合基地項目開工，全部投產達效后，預計年產值 172.6 億元。

      在全球能源轉型的緊迫需求下，液流電池技術憑借其安全性高、循環(huán)壽命長、響應速度快等優(yōu)勢，在大規(guī)模長時儲能領域展現出巨大潛力。盡管當前面臨成本挑戰(zhàn)，但隨著技術的持續(xù)革新、成本的逐步降低以及應用場景的不斷拓展，液流電池有望在能源轉型進程中發(fā)揮關鍵作用，成為推動全球能源結構向綠色、可持續(xù)方向發(fā)展的重要力量。

產品展示

       SSC-PEFC20光電流動反應池實現雙室二、三、四電極的電化學實驗，可以實現雙光路照射，用于半導體材料的氣-固-液三相界面光電催化或電催化的性能評價，可應用在流動和循環(huán)光電催化N2、CO2還原反應。反應池的優(yōu)勢在于采用高純CO2為原料氣可以直接參與反應，在催化劑表面形成氣-固-液三相界面的催化體系，并且配合整套體系可在流動相狀態(tài)下不斷為催化劑表面提供反應原料。

      SSC-PEFC20光電流動反應池解決了商業(yè)電催化CO2還原反應存在的漏液、漏氣問題，采用全新的純鈦材質池體，實現全新的外觀設計和更加方便的操作。既保證了實驗原理的簡單可行，又提高了CO2還原反應的催化活性，為實現CO2還原的工業(yè)化提供了可行方案。

      產品優(yōu)勢：

    ● 半導體材料的電化學、光電催化反應活性評價；

    ● 用于CO2還原光電催化、光電解水、光電降解、燃料電池等領域；                

    ● 微量反應系統(tǒng)，極低的催化劑用量；

    ● 配置有耐150psi的石英光窗；

    ● 采用純鈦材質，耐壓抗腐蝕；

    ● 導電電極根據需要可表面鍍金、鈀或鉑，導電性能佳，耐化學腐蝕；

    ● 光電催化池可與光源、GC-HF901（EPC）、電化學工作站、采樣系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)配合，搭建光電催化CO2還原系統(tǒng)，實現在線實時測試分析。