因為成本低、安全性高、儲電能力強(qiáng)等特點，水系鋅溴液流電池在電網(wǎng)儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但卻一直存在電池壽命短且容易“早衰”的致命弱點。

　　不過，深圳理工大學(xué)科研團(tuán)隊卻為這一難題找到了解決方案，相關(guān)成果4月5日發(fā)表在Nature Communications上。該研究由深圳理工大學(xué)院士工作站教授成會明指導(dǎo)，材料科學(xué)與能源工程學(xué)院助理教授梁國進(jìn)、副教授孫源淼為共同通訊作者，深圳理工大學(xué)聯(lián)培博士生胡議闡、閔志雯為共同***作者。

　　“水系鋅溴液流電池之所以會有上述弱點，是因為在電池充放電時，鋅金屬會像樹枝一樣不受控制地生長（枝晶），這些“金屬刺”可能刺穿電池隔膜導(dǎo)致短路，嚴(yán)重縮短電池壽命。”梁國進(jìn)表示，同時電池內(nèi)還會產(chǎn)生氫氣氣泡（析氫反應(yīng)），進(jìn)一步降低電池效率和壽命。

　　據(jù)梁國進(jìn)介紹，他們研發(fā)出一種高可逆性碳?xì)蛛姌O，在其表面均勻“鋪”了一層鉛納米顆粒。這些鉛顆粒就像“交通標(biāo)志”一樣，能夠引導(dǎo)鋅金屬平整有序地沉積，避免亂長“金屬刺”。同時，這種經(jīng)過鉛改性的電極還具有更高的析氫反應(yīng)過電位，可以抑制析氫反應(yīng)，也就是抑制氫氣氣泡產(chǎn)生，讓電池工作更穩(wěn)定。

　　實驗證明，基于這種改性電極的鋅溴液流電池壽命大幅延長，在超過2300小時的時間里，每平方厘米電極上累計儲存23安時的電量，且能量轉(zhuǎn)化效率平均超過78%。

　　同時，基于鉛納米顆粒改性的碳?xì)蛛姌O的鋅溴液流電池還展現(xiàn)出其在嚴(yán)苛條件下的強(qiáng)勁性能，實現(xiàn)了超過4000次循環(huán)的穩(wěn)定循環(huán)壽命，而傳統(tǒng)電池僅能循環(huán)幾百次，壽命大約提升了10倍。

　　“這項工作為鋅基液流電池中高可逆性鋅電極的設(shè)計提供了有益見解?！绷簢M(jìn)說，鉛納米顆粒改性的碳?xì)蛛姌O是一種具有成本效益且高效的解決方案，可用于提高鋅負(fù)極的可逆性，極大提升了鋅溴液流電池在大規(guī)模、低成本儲能應(yīng)用中的實際可行性。