双碳背景下长时储能成为刚需,低成本大规模长时储能是构建新型电力系统的最后一公里,液流电池作为一种可再生能源存储技术,其性能和可靠性受到电池隔膜的重要影响,隔膜在液流电池中扮演着重要角色,因为它们能够有效地分隔电极,防止电解质混合和交叉污染,从而提高电池的循环稳定性和性能。
目前全氟磺酸树脂膜是液流电池领域中应用最为普遍的一种隔膜,但由于其较明显的液体溶胀和较高的成本价格,而使得其在更大范围的应用中受阻。据此,经过10年的研发,进一步聚焦液流电池关键膜材料,经过小试中试放大实验,设计制备了一批低成本的非氟膜(C-H膜),成本仅为全氟磺酸膜30%,标准厚度200μm,溶胀控制在0.1%以下,且在液流电池装配中可直接激光焊接使用,大大提高自动化水平,并被用于MW级铁铬与全钒液流电池体系,长时循环应用效果较好。使用该隔膜所测得电池性能可与全氟磺酸膜相当水平,能量效率保持率较高,能够在液流电池领域内起到替代全氟磺酸膜的巨大潜力和优势。本项目具备无污染扩产容易,思路清晰并且能够有较大的增量市场,性能可以直接验证,极具推广价值,材料和制膜成套设备需一起转让。
图1 非氟(C-H)膜产品
图2 非氟(C-H)膜测试及应用
成果用于全钒,铁铬液流电池体系,适用于石油石化领域新能源转型,五大六小电力企业液流电池转型,高耗能企业比如钢铁水泥等转型,也接收私人及风险投资者。投资条款不接受对赌,需有长线思维并积极看好液流电池长时储能技术赛道,有国内外渠道的产业投资者为佳。
另外投资膜的同时还需要投资一套膜生产设备,需要满足持续化生产的需求,并能够提供相应的厂房及应用场景,技术团队具备材料或者化工的经验,有融资经验的投资者为佳,可以进行前期接触考察。
非氟(C-H)膜作为现在主流产品全氟磺酸膜的替代产品,主要运用于液流电池储能领域,现阶段全钒与铁铬液流电池主要采用全氟磺酸膜,而其受制于全氟磺酸单体的总体数量,年产量在100万平以内,这种非氟膜可以有效替代全氟磺酸膜,成本大幅得到降低,性能维持不变,并且无后阶段氟回收的困扰。且其与全氟磺酸膜不同,可实现直接焊接密封,有效实现液流电池电堆全工艺焊接,从而解决液流电池电堆难以扩产与产能自动化产线爬坡难题,而且现阶段属于垄断技术,极具经济和社会效益。
中国石油大学(北京)具有自主知识产权,已申请发明专利。
技术转让、技术许可。
徐泉,男,山东济南人,国家级青年人才,教授,博士生导师,碳中和未来技术学院副院长,储能科学与工程学科带头人与系主任,石大学者。中关村储能产业联盟液流电池储能技术专委会委员、能源行业液流电池标准化技术委员会委员,中国化学工程学会,中国化学会高级会员,《储能科学与技术》编委,Petroleum Science副主编。
联系方式
成果完成人(团队):
徐老师 19801350667
科学技术处(技术转移中心):
杨老师 010-89732131
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