人们希望过渡到清洁、可持续的能源，以保护地球，扭转气候变化的影响。可再生能源使用的增加是令人鼓舞的，但它们产生的能源比我们任何时候使用的都要多;我们需要的是一种将多余的食物储存起来的方法。一种很有前途的储能技术是氧化还原流电池，这是一种电化学储能装置，可以像燃料电池或可充电电池一样使用。由于其灵活的系统设计和易于扩展，它们在能量存储方面有巨大的潜力。
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什么是氧化还原流电池?
氧化还原流电池(RFB)通过工作流体的可逆氧化和还原，利用多相电子转移，即电子从一个原子或分子转移到另一个原子或分子，将化学能转化为电能。
RFB系统由三个主要部件组成:储能罐、电化学电池和流动系统。它们有一种独特的能力，根据它们的架构来解耦电源和能量，因此转换和存储是分开进行的。能量转换发生在两个由离子渗透膜隔开的半电池中，以确保尽可能少的离子混合。
在RFB中，充电和放电可以在同一个电池中进行，电池的能量由存储介质或电解质的数量决定，而功率(可以单独计算)则由电池的大小和数量决定。
与其他传统可充电设备相比，rfb具有技术优势，包括不同的液体罐和近乎有限的寿命，但相对而言，它们没有那么强大，需要复杂的电子设备。
大多数rbs是基于碳电极，但对替代材料的研究也很多。欧洲杯足球竞彩自2000年以来，科学出版物和商业化努力的数量显著增加，尽管其中只有一小部分将具有商业意义。
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钒氧化还原流电池(VRFB)是第一个商业化的RFB，最初在20世纪80年代销售。尽管它们的能量和能量密度有限，但与其他化学物质相比，它们有几个优势。
vrfb的工作方式类似于标准的rfb，除了在两个电极上都使用了钒。这防止了交叉污染，并导致无与伦比的循环寿命(15000到20000之间)和创纪录的水平能源成本(衡量电厂在其生命周期内发电的平均净成本)。
研究还在继续提高它们的效率，增加这些rfb的电流和功率密度。它的重点是能够增加活性物质浓度和能量密度的电解质，具有更高的质子电导率和更低的离子交叉的膜。其他需要克服的问题包括减少RFB的体积，以及采购钒，这是一种可获得性有限的战略材料。
锌溴流电池在20世纪80年代被用于早期的电动汽车。它们是最常见的混合流电池，采用锌在负极和溴化锌水溶液作为电解质。它们没有循环寿命限制，因为电解质不受老化影响。
锌溴rfb在理论上具有较高的比能和电池电压，但实际上远远低于预期。它们还会在负极上沉积锌，随着时间的推移，这会导致树突生长和细胞衰竭。它们也很昂贵，因为它们需要隔离和络合剂来防止有毒的溴蒸气的排放。
多碘化锌rfb声称更安全，因为它们不含任何酸性电解质，而且不易燃。然而，它们确实会在负极上积累锌，降低其效率。锌形成的树突限制了电池的功率密度，尽管这可以通过在电解质中加入酒精来解决。
氧化还原流电池的未来
rfb无疑是未来可持续固定能源储存的关键，但仍有改进之处。主要关注的是耐久性和成本，尽管vrfb在市场渗透和性能方面处于领先地位，但由于过渡金属的稀缺，仍有必要寻找替代品。
研究的重点是新的氧化还原化学和新的细胞构型。替代方案可能包括水有机纯流电池，如钒氧RFB，其中正电极被空气电极取代，或钒溴流电池，其目的是改善有限的能量密度VRFB。
虽然这两种材料都只进行了小规模的测试，但它们很有前途，就像许多其他正在调查的化学物质一样，包括那些不使用钒的化学物质，如溴氢流动电池。
无论选择哪种路径，固定存储的备选方案必须具有成本效益，以便将更大比例的可再生能源纳入电网。它们必须安全实惠，能够无缝替代目前占主导地位的锂离子电池。
参考资料及进一步阅读
Noak, J。et al。(2020)用于可再生能源存储的氧化还原流电池，能量储存的新闻-https://www.energy-storage.news/blogs/redox-flow-batteries-for-renewable-energy-storage．实施日期:2021年6月21日。
Sanchez-Diez E。et al。(2021)氧化还原流电池:可持续固定储能的现状与展望，电源杂志-https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775320311083．实施日期:2021年6月21日。
陈,R。et al。(2017)氧化还原流动电池:基础和应用，氧化还原-原理和先进应用-https://www.intechopen.com/books/redox-principles-and-advanced-applications/redox-flow-batteries-fundamentals-and-applications．21日访问圣2021年6月。
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