經(jīng)過十余年攻關(guān)，中國科學(xué)院過程工程研究所研究員齊濤和研究員王麗娜團(tuán)隊(duì)近日成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的萃取法短流程低成本制備釩電解液新技術(shù)?；谠摷夹g(shù)建設(shè)的產(chǎn)能1500立方米/年釩電解液示范線已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3個月。
全釩液流電池具有安全性高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，隨著風(fēng)電、光伏等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對其需求量迎來爆發(fā)式增長。然而，由于初裝成本較高，全釩液流電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用受到影響，降本增效成為產(chǎn)業(yè)化提速的關(guān)鍵。
“作為全釩液流電池的核心材料，釩電解液成本占電池總成本的50%以上。目前常見的釩電解液制備技術(shù)多以高純五氧化二釩為原料。這種技術(shù)制備釩電解液不但工藝流程長、成本高，而且質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，研發(fā)短流程、低成本、高純度的釩電解液制備技術(shù)成為行業(yè)發(fā)展的迫切需求。”齊濤說。
此次，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的萃取法短流程制備釩電解液新技術(shù)以釩渣鈉化焙燒浸出液為原料，成功實(shí)現(xiàn)釩與雜質(zhì)的深度分離。“這種方法制備出的釩電解液產(chǎn)品的純度很高，經(jīng)企業(yè)檢測，鐵、鋁、鉻、鈉等典型雜質(zhì)含量遠(yuǎn)低于國標(biāo)一級品水平。”王麗娜說，更重要的是，示范線的整個生產(chǎn)過程均采用液—液反應(yīng)分離體系，省去了高純五氧化二釩的中間制備過程，無氨氮廢水排放，大幅簡化了工藝流程。
2022年底，中國科學(xué)院過程工程研究所與川威集團(tuán)四川興欣釩科技有限公司、河北中科同創(chuàng)釩鈦科技有限公司簽署協(xié)議，合作推動新技術(shù)驗(yàn)證并在四川內(nèi)江建設(shè)產(chǎn)能1500立方米/年短流程制備釩電解液示范線。2023年2月，該示范線正式開工建設(shè)，10月產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。目前，相關(guān)各方正籌備萬噸級生產(chǎn)線建設(shè)。
齊濤表示，萃取法短流程制備釩電解液新技術(shù)為全釩液流電池高純度關(guān)鍵材料的低成本制備提供了重要技術(shù)支撐，將有力增強(qiáng)全釩液流電池產(chǎn)業(yè)在大規(guī)模儲能中的競爭優(yōu)勢，對構(gòu)建“釩原料+釩新材料+釩新能源”產(chǎn)業(yè)體系具有重要的促進(jìn)作用。
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