硫基液流电池寿命短，难遍及应用于大型电网储能
香港中文大学机械与自动化工程学系副教授卢怡君教授领导的研讨团队成功研制一款可用于硫基液流电池（以硫化物为资料的液流电池）的新式「电荷增强型离子选择性膜」（CRIS）。运用新技能，电池在没有显着容量衰减情况下，运作时刻大幅进步至逾2000小时，每次充满电后可继续运用达15小时，处理了长久以来这类电池因运用寿数短、本钱高，而未能遍及应用于可再生能源大型电网储能的难题，令液流电池的商业化跨进一大步。研讨结果已刊登于世界顶尖期刊。
【硫基液流电池寿数短，难遍及应用于大型电网储能】
水系液流电池是一种新颖的储能技能，由两种处于溶液态的电解液经过离子交换来发生电能。比较传统锂离子电池，液流电池的优势在于安全、电量输出功率大、规划灵敏，合适用于风能、太阳能等再生能源的电网储能设备，以及可快速换电的电动交通工具等。但是，液流电池的能量密度低且本钱高，较难应用于大型电网储能技能。
有鉴于此，卢教授的团队早于2016年研制出一种运用廉价且环保的硫化物为根底的多硫化物-碘液流电池，大幅进步液流电池的能量密度和降低本钱，是一种极具潜力的新式液流电池。不过，这款电池选用一般商业用的离子选择性膜，如应用于储能需求较大的电网储能设备，仍存在活性物质穿插污染及堆积，导致电池容量衰减速度快和寿数短等技能问题。早于90年代，有英国科技公司测验开发相似的多硫化物-溴液流电池，终究亦因无法处理电池寿数短的问题而告吹，科学界一向寻求办法打破此技能难题。
【电荷增强型离子选择性膜，大幅进步电池运作时刻】
在多硫化物-碘液流电池的研讨根底上，卢教授进一步构思进步电池循环稳定性和运用寿数的办法。团队终究从担任分隔正负电极的膜找到创意，规划出一款「电荷增强型离子选择性膜」。团队在商业化离子选择性膜（产品型号N117）掩盖一层极薄的高分子资料和高吸附性的碳资料，令带负电的活性小分子选择性吸附于比外表积较大的碳微孔中，加强膜外表的负电性，并削减活性物质的丢失，然后进步电池的运用寿数，是全球初次运用此技能大幅进步电池的寿数，令电池可有效用于大型电网储能设备。
研讨显现，在电池没有显着容量衰减情况下，运用商业化膜N117的硫基液流电池一般只能运作160小时（约6.7天），而选用新膜的多硫化物-碘液流电池，其容量衰减率每天仅为0.005%，并能稳定地循环逾1,200圈，即可运作逾2,000小时（约3个月）。别的，新电池的放电库伦功率高达99.9%，每次充满电后可继续运用长逾15小时，远远优胜于运用商业化膜N117的硫基液流电池或锂电池（充满电后只能继续运用约3至4小时）。
当选用了新电池的储能设备在继续放电时长超越15小时的状态下作业，其储能均化本钱亦较其他先进的液流电池系统为低。此外，新膜的适用性高，可用于其他高能量密度的液流电池系统，例如硫-溴、硫-铁及有机液流电池等，以进步电池的循环稳定性。
卢教授表明：这款新式离子选择性膜处理了液流电池长久以来因活性物质穿插污染而导致电池运用寿数短的技能难题。一起，这款共同的膜规划将促进价格低廉的硫基液流电池进一步商业化，并为高选择性离子交换膜的研讨和开展供给全新的方向。
