埋头苦干攻难关 发愤图强创佳绩
---记2014年度冠名奖科技创新奖获得单位储能技术研究部
2015年1月29,在北京中科院2015年度工作会议上,我所张华民研究员捧起了一座沉甸甸的奖杯,他带领的储能电池技术研究部荣获“2014年度中国科学院杰出成就奖”。这是中国科学院对我所自主开发的具有国际领先水平的“全钒液流电池储能技术”的认可,更是对储能电池技术研究团队研究工作的肯定。
2001年,多年从事燃料电池研究工作的张华民研究员敏锐地意识到大规模储能技术发展的机遇与挑战,部署并启动了液流储能技术的研发工作。该技术具有诸多优势:如电解质溶液为钒离子水溶液,系统安全性高;该电解质溶液易于再生,一次投入、永久使用;电池的功率和容量相互独立,方便进行系统设计;单电池之间的电压一致性好、可靠性高、循环寿命长等。因此,全钒液流电池储能技术备受国际瞩目,是世界各国科技竞争的热点技术之一。时光流转,储能技术部团队坚持埋头苦干,不断攻克全钒液流电池储能技术的瓶颈问题,取得了一系列重大技术突破。
埋头苦干,实现关键技术新突破
经过自主创新与协作开发,全钒液流电池储能技术已达到国际领先水平。截至2014年底,研究团队申报了158项国家发明专利,已授权45项,形成了具有完全自主知识产权的液流电池技术体系。其中,电解质溶液、电极双极板等电池核心材料都实现了规模化生产。在973计划“大规模高效液流电池储能技术的基础研究”项目、中国科学院重点部署项目及国家自然科学基金等项目的资助下,全钒液流电池关键材料一非氟离子传导膜材料也取得重要进展,初步突破了非氟离子传导膜的规模放大技术。采用自制非氟离子传导膜材料集成出200kW全国产化全钒液流电池系统,系统能量效率超过了75%,技术达到国际领先水平。同时,在工程放大中突破了高功率密度电堆关键技术,通过材料创新、结构创新、开发出30kW级高功率密度电堆。在每平方厘米140mA充放电条件下,能量效率达到了80%。大幅度降低了液流电池成本。该成果对于推进液流电池产业化具有重要意义。
产研结合,推进液流电池产业化
在推进液流电池关键技术突破的同时,储能技术研究部联合大连融科储能技术发展有限公司,积极推进全钒液流电池储能技术的应用示范,为我国全钒液流电池储能系统在风能、太阳能等可再生能源应用领域积累详实的数据。2013年2月,由我所提供技术支撑,大连融科储能技术发展有限公司承建的全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统应用示范工程通过了业主的验收,并已经在辽宁省法库县卧牛石风电场稳定运行了两年多,标志着我国在该领域技术研发、成套产品生产等方面处于世界先进水平。另外,大连融科储能技术发展有限公司还开展了包括锦州黑山3MW/6MWh等多项商业化应用示范,推进了液流电池的产业化。大连融科储能技术发展有限公司开发的液流电池储能系统成功进军欧美市场,成功中标由德博世(BOSCH)公司为总承包商的欧洲首套兆瓦级商业储能项目,已在德国分布式电网中应用。同时为美国战略合作伙伴UET华盛顿,3MW/10MWh液流电池项目提供电堆和电解质溶液。这些项目大大提升了全钒液流电池在储能行业中的地位,极大增强了研究人员、投资者、企业对该电池的信心,这对于推动全钒液流电池行业的发展意义重大。
走向世界,奠定液流电池领导地位
为进一步巩固我所液流电池储能技术在国内外的领先地位,储能电池技术研究团队牵头组建了国家能源液流电池技术标准委员会,并成为主任委员单位。研究团队起草的2项行业标准已颁布实施,起草的5项国家标准中的2项已颁布实施,并获得2014年度“电工标准-正泰创新奖”二等奖。参与了国际、国内多个液流电池标准的制订,这对于提高我国储能技术在国际上的影响力有着十分重大的意义。张华民研究员也被推选为国际液流电池通用技术条件及测试方法标准的负责人,全面负责国际液流电池标准的制定;并应邀在Nature上发表Correspondence评述文章,体现了研究团队在液流究团队在液流电池领域的影响力。这些充分说明国际同行对我国液流电池技术水平的认可,表明我国在该领域享有重要的“话语权”,这对推动液流电池的产业化发展,参与国际市场竞争并占据主导权具有重要作用。
今后,储能电池技术研究部将继续秉承“我们的事业,能源的未来”这一信念,更加奋发图强,为国家新能源事业发展贡献力量!
(DNL17邓呈维)