【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、预计世界发电容量到2040年将增加到超过35,000twh，全球能源需求到2040年将可能扩大几乎30％。当今几乎67％的电能来源于化石燃料(煤(27％)、天然气(35％)和油(5％))，19％来自核能，7％来自水力发电，8％来自太阳能和风能，其余来自生物质和其它来源。源自太阳和风的能量已经从2010年的3％上升到2019年的8％，并且它继续增加。油和天然气生产预计到2030年达到峰值。到2040年，推断太阳能和风能接近从煤产生的能量并且占全球产生的20％以上。
2、这部分地是由于如下事实：燃烧煤以产生1kwh的能量释放平均1000g生命周期co2，这是全球变暖的主要贡献者。随着对碳排放的更严格限制，出现了基于化石燃料的最终用途的电气化的趋势。例如，到2030年，推断30％至50％的新车辆购买是插电式混合动力车。目前，正在开发具有高能量密度和长循环寿命的可再充电插层电池，诸如锂离子电池。然而，这些系统面临着安全和高成本的问题，限制了它们的应用。
3、此外，化石燃料可利用性的降低需要开发替代的电力来源。最丰富的来源是太阳能和风能。例如，地球在一小时内接收的太阳能的量足以满足全世界几乎一年的能量需求。然而，考虑到它们对诸如云量和风速的因素的依赖性，它们由于其不一致性和不可靠性而具有显著的缺点。
4、利用这些资源的一个解决方案在于能量存储领域。电能存储器(ees)在能量最容易获得时存储能量并且在峰值需要期间释放能量。然而，目前在美国仅2.5％的安装发电容量由ees提供。美国能源部(u
5、ees设备由于其原料和制造的过高成本以及相对不令人满意的性能而面临着对广泛市场渗入的障碍。
6、在作为与可再生能源一起使用的候选技术的各种技术中，电化学存储设备或电池包括用于固定应用的最大一组技术。其中最早的一些是铅-酸电池(lab)和镍-金属电池。两者都具有显著的缺点，包括由于有限的循环能力和lab的高维护而导致的较高的寿命周期成本，以及过充电问题和低的充放电效率以及用于ni-金属电池的金属的高成本。
7、这导致开发诸如氧化还原液流电池(rfb)和钠-硫电池的系统，其表现出至多多mw/mwh的规模。
8、rfb已经被提出作为栅格规模存储系统的有希望的选择。rfb由于其解耦电力和能量的能力而特别有吸引力。能量存储在电解质体积中，而功率容量由电化学电池单元堆的大小决定。因此，它们可以递送千瓦至兆瓦小时的能量，同时减轻系统漏洞，诸如在故障状况的情况下不受控制的能量释放。目前，最广泛研究的rfb是传统的基于钒和锌的氧化还原液流电池。然而，由于相对低的功率和能量密度以及高成本，它们的应用受到限制。
9、全铁液流电池由于其低成本、环境友好性以及铁的丰度和低毒性而被鉴定为潜在的感兴趣领域。该系统在负极侧采用fe2+/fe0氧化还原电对，并且在正极侧采用fe2+/fe3+氧化还原电对。ifb存在缺点，包括电解质的低电导率、由于离子渗透(crossover)导致的膜结垢以及低效率。电池的负极侧上的电解质制剂的主要问题之一是由于在镀铁期间的寄生析氢副反应而导致的低库仑效率。镀铁的还原电势比析氢的还原电势的负性更大，这意味着在充电期间在酸性溶液中析氢是热力学有利的。这导致诸如库仑效率降低和负极侧的ph增加的问题，这导致在活性物质从正极侧渗透的情况下铁氧化物的沉淀。
10、因此，需要具有降低的活性物质的渗透、降低的析氢以及改善的库仑效率、伏打效率和能量效率的rfb。
技术实现思路
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1.一种氧化还原液流电池系统，所述氧化还原液流电池系统包括：
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述金属包括铁或铜。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中所述金属包括铁，并且其中所述金属前体包括FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3、FeO、Fe、Fe2O3或它们的组合。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中：
5.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中所述隔板包括离子传导膜。
6.根据权利要求5所述的电池系统，其中所述离子传导膜包括离子传导薄膜复合膜、离子传导非对称复合膜、尺寸排阻膜、阴离子交换膜或阳离子交换膜。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中所述正极电解质、所述负极电解质或两者还包含氨基酸、无机酸、有机酸、支持电解质和硼酸中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的电池系统，其中以下中的至少一种：
9.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中：
10.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种氧化还原液流电池系统，所述氧化还原液流电池系统包括：
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述金属包括铁或铜。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中所述金属包括铁，并且其中所述金属前体包括fecl2、fecl3、feso4、fe2(so4)3、feo、fe、fe2o3或它们的组合。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中：
5.根据权利要求1至2中任一项所述的电池系统，其中所述隔板包括离子传导膜。
6.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：扎拉·奥斯曼，W·T·肯德，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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