充放电不腐蚀、循环超700圈、能量密度152Wh/L——锌溴液流电池的“硬伤”被治好了。这项成果来自中科院大连化物所李先锋团队,发表于《Nature Energy》。在长时储能路线之争愈演愈烈的当下,这一成果提供了“低成本+高能量密度”的新解法。
为什么溴腐蚀是溴基路线的老大难?
锌溴液流电池能量密度高、原料丰富、成本低,是长时储能颇具潜力的技术路线之一。但它的商业化始终绕不开一道坎:充电时正极产生的大量溴单质(Br₂)腐蚀性极强,会侵蚀电极、隔膜与管路,造成循环寿命缩短、自放电加剧、维护成本高。行业长期依赖溴络合剂“包住”溴分子,可用量一大,电解液便易分相、电导率下降,治标不治本。
一个清除剂,两种收益
研究团队换了个思路:不“包住”溴,而是“吃掉”它。他们在电解液中引入氨基磺酸钠(SANa)作为溴清除剂,Br₂一经生成,便立即被转化为温和的N-溴氨基磺酸盐,游离溴浓度被压制到约7mM,腐蚀问题从源头消解。更关键的是,这一设计让反应从“单电子转移”升级为“双电子转移”,同等体积下可存储的电量大幅提升——实测能量密度达152Wh/L,约为传统锌溴体系(约90Wh/L)的1.7倍。一个添加剂,换来双重收益。
5kW放大验证:膜也能扛住
创新不止于实验室。团队将技术放大到5kW系统:在40mA/cm²的电流密度下稳定运行超700圈,能量效率约78%。更值得关注的是,因为不再怕腐蚀,系统改用成本更低的SPEEK非氟膜也能长期稳定运行,材料成本再下一城。传统锌溴电池用SPEEK膜只能跑约30圈。从配方到系统,工程可行性得到初步验证。
对液流电池行业的启示
这篇论文的深层价值,在于揭示了液流电池降本的一条新路径:电解液化学的创新,正在降低对隔膜等关键材料的性能要求。过去行业习惯“各管一段”——电解液、隔膜、电极分别优化;如今“电解液与隔膜协同设计”正成为新的降本杠杆。对国内产业链而言,这意味着非氟膜与低成本电解液添加剂的产业化空间进一步打开。技术突破的价值,从来不只停留在实验室,更在于重新塑造产业化的竞争格局。液流电池路线多元,全钒、锌溴、硫铁各有所长。锌溴的这场突破,会把更多目光引向这条路线吗?关注中和储能,持续追踪液流电池前沿动态。