「电池流电」铁铬液流电池怎么样（铁铬电池的特性和优缺点详解）
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铁铬流电池是由美国航空航天局(NASA)和日本三井公司(Mitsui)在上世纪70 - 80年代率先研制并广泛研究的。铁铬流电池是一种氧化还原流电池(RFB)。能量是通过Fe2+ - Fe3+和Cr2+ - Cr3+氧化还原偶联来储存的。活性化学物质在任何时候都完全溶解在含水电解质中。像其它真正的rfb一样，铁铬系统的功率和能量等级是相互独立的，并且可以根据不同的应用情况分别进行优化。与其他储能系统相比，真正的rfb的所有其他优点和区别都是通过铁铬rfb实现的。
在放电周期中，负极半电池中的Cr2+被氧化为Cr3+，一个电子通过AC/DC变换器的负极和正极被释放到外部电路中做功。在正半电池放电期间，Fe3+接受外部电路的电子，并还原为Fe2+。当外部电路通过AC/DC变换器提供电流时，这些反应在充电时发生逆转。当电子从电池的一端返回到另一端时，氢离子在两个半电池之间交换，以保持电荷中性。氢离子通过隔板扩散，通过电子方式将半电池分开。在铁铬RFB的早期应用中，铁和铬离子在分离器上的扩散造成了正负电解质之间的不平衡，导致了不可逆的系统容量损失。 现代电解液配方在分离器两侧采用混合铁和铬，消除了不可逆损失，并能够使用低成本、多孔的分离器材料。这些多孔分离器还消除了早期铁铬合金和其他一些当前RFB技术中使用的离子交换膜的“膜污染”失效模式。 标准电池电压为1.18伏特，电池功率密度通常为70-100 mW/cm2。相对较低的电池电压导致了较低的能量密度，因此与其他技术相比，设备更大，但开发人员仍然可以达到每MWh存储50平方米的EPRI目标。该电池的DC/DC效率已报告在70-80%的范围内。在40-60 oC (105-140 of)的较高工作温度下，该系统的效率得到了提高，这使得该RFB非常适合温暖的气候，并适用于所有具有电化学储能可行性的气候。与其他电化学系统相比，铁和铬化学对环境无害，因为存在的铁和铬元素只有非常低的毒性，稀释的水基电解质具有非常低的蒸气压。这些因素结合在一起，使铁铬RFB成为在人员和环境方面最安全的能源存储系统之一。 Cr2+ - Cr3+对的标准电位接近于析氢电位。在设计铁铬rfp时必须小心，以尽量减少副反应，然后扭转相关的容量损失和电解质失衡。目前铁铬rfb的开发人员似乎已经减低了这种副作用，并实现了有效的重新平衡子系统，以最小的系统效率损失。 铁铬流量电池可用于电信备份，在5千瓦- 3小时的规模，并已在公用事业规模证明。目前的开发人员正在致力于降低成本和提高可靠性。这些系统在兆瓦-兆瓦时规模上具有非常高的成本效益潜力。 铁铬电池有着非常明显的优势，我们可以预见它在未来会有广泛的应用，但这种电池在目前看来也有一些棘手的问题。下面我们简记下其优缺点 优点 使用寿命长。目前研究表明其充放电次数超过一万次，寿命远高于目前的一些主流电池如锂电池、铅酸电池等。 安全性能优良。在常温常压下运行，没有爆炸风险，安全可靠。 环境友好。Fe和Cr的电解液腐蚀性弱、毒性较低，即便泄露对环境污染也较小，回收利用价值也大。 运行温度范围广。相比其他液流电池，铁-铬液流电池的运行温度更加宽，它可以在零下20度到70度范围运行。 原材料资源丰富，成本低廉。铁、铬资源丰富，容易获取加工，成本优势明显。 缺点 电池正、负电解液可能有交叉污染 离子交换膜较为昂贵 电解液体积大、密度高、重量大，因此其比能量低 目前的能量转换效率还有待提到
