【電池效率】中大工程學系提升硫作為電池原料可用性　有望解決液流電池商用化瓶頸

香港中文大學工程學院機械與自動化工程學系教授盧怡君領導的研究團隊成功研發出了一種仿生的分子催化劑，通過均相催化的方式實現了低成本、高能效的硫基液流電池，成功破解了硫基液流電池動力學不佳的瓶頸問題。該突破性研究最近被世界頂級學術期刊《自然能源》選為12月刊的封面論文。

中大表示，水系液流電池由於具有高安全性、低成本，以及在功率和能量方面有設計靈活性等優點，是大規模儲能中最具競爭力的技術之一。然而，傳統商業化的全釩液流電池由於原材料活性釩的價格高企，窒礙其進一步發展。

相比之下，硫的含量豐富，儲電價格比釩便宜1,000倍，以硫為原材料的硫基液流電池極具吸引力。然而，硫基液流電池在商業化方面仍然存在兩個瓶頸：循環壽命短和能量效率低。2021年，盧怡君及其團隊提出了一種電荷增強離子選擇性膜，通過減少多硫化物的穿梭率顯著延長循環壽命，但在其商業化的過程仍存在低能量效率的瓶頸。

這種仿生策略可以將能耗大幅降低三倍以上，並將能量效率從53%提高到76%，充電功率增加近六倍。硫鐵液流電池可穩定運行超過2,000個循環（預計壽命超過20年），而這種仿生策略也適用於硫碘液流電池，具有超過1,300個循環的高穩定性。盧怡君創立的儲能初創公司Luquos Energy合作，展示了一個100平方厘米的電池堆，工作電流密度高達100毫安每平方厘米，顯示出巨大的實際應用潛力。

盧怡君表示，研究成果表明均相催化是解決多硫化物動力學不佳的有效方法。相信這種方法可以廣泛應用於其他液流電池體系。

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責任編輯：陳展棋