用於可再生能源供電站及電動汽車的電燃料儲能技術基礎研究

• 項目簡介

本主題項目開發了一種可充放電的電燃料能量儲存系統，其中包含具有可充放電的液體活性物質（稱為電燃料）。電燃料可以利用充電裝置存儲由太陽能和風能所產生的間歇性電能，並通過放電裝置隨時隨地釋放電力。此嶄新的電燃料電力轉換系統能夠形成從間歇可再生能源到電燃料的完全清潔和可持續的能量循環，最終形成穩定的電力供應。 此項目開發的電燃料系統與現有的可充電電池技術不同。現有的技術在一個時間段下只能單獨充電或者放電，因此無法作為離網電源使用。相反，電燃料系統可以實現獨立地電力存儲和應用。此外，電燃料易於存儲和運輸，使其不僅適用於電網規模的能量存儲，更可用於離網電力供應，具備推動下一代電動車輛的潛力。

• 研究影響

我們組建了一個有國際影響力的跨學科研究團隊，並與本地工業夥伴密切合作，開展了電燃料儲能技術的研究。在完成研究任務的同時，該項目在電化學和熱流科學的耦合理論方面也取得了根本性的突破，該技術已申請國際專利並已獲授權。我們從無機、有機和納米流體電燃料三個方向展開了系統性的研究，進而開發出一種高效長壽命的電燃料儲能系統。在此基礎上我們組裝了可用於小型智能微網的 10 kW 光伏 – 電燃料儲能系統，其中電燃料的充放電效率高達 85%，實現了可再生能源的高效利用。該項目的完成將會打破現有儲能技術的局限，大幅推動可再生能源利用的進程，進而減輕對化石燃料的需求，減少碳排放，最終實現政府碳中和目標的可持續性。到目前為止，本項目已產出 100 多篇具有高影響力的研究論文，其中包括《自然-材料》及《自然-納米技術》。申請專利 20 餘項，其中四項已獲得授權，並培訓了30 餘名研究生。此外，本團隊在項目執行期間在國內外不同場合發表研究成果，並積極尋求與工業界的技術合作，期望盡早實現項目成果的技術轉化。