中國科學院的研究團隊開發出一種全鐵液流電池電解液,能夠維持超過 6,000 次充放電循環而不出現容量衰減,據研究報告指出。研究人員聲稱,這種材料的成本約為鋰基替代方案的八十分之一。 ### 鐵基電解液的技術突破 液流電池將能量儲存在外部儲罐中的液態電解液內,於充放電時將液體泵入電化學電池。與固態電池不同,其容量取決於儲罐體積而非電極質量,因此適合電網級儲能應用,在空間有限但每千瓦時成本關鍵的場景中更具吸引力。
中國科學院團隊配製的鐵基電解液解決了全鐵液流電池化學中的長期問題,即負極產生氫氣的副反應,這會逐漸消耗活性物質並縮短循環壽命。新電解液配方據報能抑制此反應,從而實現 6,000 次循環的表現。團隊尚未在可公開期刊發表完整經同行評審的研究,因此獨立驗證仍待進行。 鋰碳酸鹽作為大多數鋰離子電池原料,受商品市場波動影響,過去五年價格在每公噸約 7,000 至 80,000 美元(約 HK$54,600 至 HK$624,000)之間浮動。
硫酸鐵作為鐵液流電解液的主要前驅物,是工業副產品,價格遠低於此。研究人員指出的 80 倍成本差距,是針對單位儲能原料成本,而非完整系統安裝成本,後者還包括膜、泵浦及電源電子元件。此區別至關重要。鐵液流系統以往因平衡設備成本高企而削弱原料優勢。若新電解液能減少或免除昂貴離子交換膜的需求——現有報告未完全澄清——整體安裝成本優勢將更顯著;若仍需標準膜,實際節省將不如原料比較所示。
目前,釩氧化還原液流電池主導商業市場,在中國、歐洲及美國已有數百兆瓦時規模安裝運作。釩電解液價格高且供應受限,鐵基替代方案因此備受關注逾十年。先前鐵液流設計均受氫析出問題困擾,而中國科學院團隊聲稱已解決此難題。近年鋰鐵磷酸鹽(LFP)電池因單體價格下跌成為公用事業級儲能首選,典型提供 3,000 至 6,000 次 80% 放電深度的循環。若鐵液流電池在循環壽命及資本成本上具競爭力,可在多日儲能應用中佔有一席之地,此時 LFP 的能量密度優勢較不關鍵。
中國科學院尚未公布商業夥伴或試點規模部署時程,此 6,000 次循環數據為實驗室規模演示。液流電池在千瓦或兆瓦級表現常因分流電流、熱管理及膜污染而與單體結果有異。電解液穩定性的獨立驗證將是驗證此說法的首要考驗。由穩定電解液化學至商業電網儲能硬體的擴產之路漫長,但鐵的原料經濟性為此途徑提供鋰基系統無法匹敵的成本底線。




