近日，大連化物所儲能技術研究部李先鋒研究員、張華民研究員領導的研究團隊創(chuàng)新性的提出鋅碘單液流電池的概念，實現(xiàn)鋅碘單液流中電解液的利用率達到近100%，進而大幅提高了電池的能量密度。研究成果在線發(fā)表于《能源環(huán)境科學》（EnergyEnviron.Sci.）上。

大規(guī)模儲能技術是實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模利用的關鍵技術，液流電池具有安全性高、循環(huán)壽命長，效率高等特點，是大規(guī)模儲能的首選技術之一。鋅碘液流電池是液流電池技術的一種，由于其具有較高的能量密度，以及環(huán)境友好等優(yōu)勢，近年來受到越來越多的關注。

在前期的研究中，該科研團隊通過優(yōu)化鋅碘液流電池的電解液組成和膜材料，提高了其循環(huán)壽命和功率密度。但是，為避免鋅碘液流電池內(nèi)部阻塞而造成的電解質(zhì)利用率相對較低問題仍待解決。

本工作中，該團隊提出了鋅碘單液流電池的概念。與傳統(tǒng)鋅碘液流電池不同，鋅碘單液流電池只有負極一側具有流動循環(huán)系統(tǒng)，正極電解質(zhì)溶液直接固定在正極腔體中。由于鋅碘單液流電池正極為固體，沒有流動循環(huán)系統(tǒng)，所以不存在解液管路與泵的阻塞問題，因此碘離子可以充電到固態(tài)碘單質(zhì)，使得電解質(zhì)的利用率接近100%，大幅提高了電池的能量密度。此外，科研人員通過采用多孔的碳氈作為電極，也提高了鋅碘單液流電池的功率密度。實驗結果表明：該鋅碘單液流電池可以在電流密度為80mA/cm2下，穩(wěn)定運行超過500次循環(huán)以上，性能沒有明顯衰減。上述工作為高能量密度液流電池新體系的開發(fā)提供了重要的借鑒。

以上工作得到了中科院國際合作項目（CAS-DOE）、大連市科技創(chuàng)新項目以及我所自主部署基金的支持。