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                                                                                                                                                季云龍博士
                                                                                                                      
                                                                                                       
                                                                                                                                            
                                                                                                            王盼博士

在倡導(dǎo)減少環(huán)境污染和節(jié)能減排的今天，風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源逐漸成為替代煤、氣、油等傳統(tǒng)能源的“新寵”。在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和過(guò)程中，儲(chǔ)能技術(shù)成了發(fā)展清潔能源的關(guān)鍵所在，也是支撐新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。

一說(shuō)起儲(chǔ)能技術(shù)，大家都會(huì)聯(lián)想到干電池和鋰電池。但你知道嗎，水也能用來(lái)做電池，這是什么黑科技？這類電池專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做水系液流電池。

近日，國(guó)科大杭州高等研究院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院季云龍博士團(tuán)隊(duì)與西湖大學(xué)王盼博士團(tuán)隊(duì)合作，找到一種有機(jī)材料作為儲(chǔ)能物質(zhì)，成功實(shí)現(xiàn)了水系液流電池在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定長(zhǎng)充放電循環(huán)，相關(guān)成果登上能源類頂級(jí)期刊《Joule》（《焦耳》）。

季云龍博士2015年畢業(yè)于中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所，先后在美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)、哈佛大學(xué)從事博士后研究，2021年加入國(guó)科大杭州高等研究院，聚焦于開(kāi)發(fā)新型有機(jī)能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換材料及器件應(yīng)用。

“與我們熟知的日常生活中的手機(jī)或者電動(dòng)車使用的鋰離子電池不同，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的儲(chǔ)能體系使用水作為介質(zhì)，具有安全系數(shù)高、低成本、能量功率獨(dú)立可調(diào)等特點(diǎn)，因此更適用于作為大規(guī)模場(chǎng)景的儲(chǔ)能技術(shù)，例如一家工廠、一座城市等。” 季云龍說(shuō)。

水系有機(jī)液流電池使用的有機(jī)儲(chǔ)能材料，是以儲(chǔ)量豐富的碳、氫、氮、氧等元素作為基本來(lái)源，不僅來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，而且綠色環(huán)保，無(wú)重金屬污染。

“總體而言，我們研發(fā)出的PFP儲(chǔ)能材料應(yīng)用于水系液流電池，不管是在常溫還是高溫環(huán)境下，都展現(xiàn)出了極高的循環(huán)穩(wěn)定性及容量保持率，表明了這類電池能應(yīng)用于高溫及強(qiáng)堿性等極端環(huán)境下，具有極大應(yīng)用潛力。”王盼說(shuō)。

7月中旬，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局于發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出，實(shí)現(xiàn)液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期。

“我們發(fā)展的體系已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化的要求，下一步我們將努力建立示范型項(xiàng)目，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。”季云龍說(shuō)，液流電池不僅可以儲(chǔ)存像太陽(yáng)能和風(fēng)能這種不易儲(chǔ)存的清潔能源，還能通過(guò)調(diào)節(jié)電網(wǎng)，即在用電低谷時(shí)加大儲(chǔ)存，用電高峰時(shí)釋放電能的方法，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的更有效配置，減少能源浪費(fèi)。

“未來(lái)，希望這樣的儲(chǔ)存手段能夠?yàn)槿藗兩顜?lái)更多便利，為中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和做貢獻(xiàn)。”王盼說(shuō)。

原標(biāo)題：用“水”做電池！杭城科研團(tuán)隊(duì)在頂級(jí)期刊發(fā)布最新研究成果