Достижения в исследованиях и разработке проточных батарей

Последние несколько десятилетий характеризовались быстрым и непрерывным истощением доступных энергетических ресурсов, что может привести к серьезным глобальным энергетическим кризисам. Исследователи сосредоточили усилия на разработке новых и возобновляемых источников энергии для удовлетворения растущего спроса на топливо и сокращения выбросов парниковых газов. Значительные исследовательские усилия также направлены на замену транспортных средств, работающих на ископаемом топливе, гибридными и электрическими альтернативами. В настоящее время накопление энергии рассматривается как критически важный элемент будущих приложений «интеллектуальных сетей и электромобилей». Электрохимические системы накопления энергии обеспечивают наилучшее сочетание эффективности, стоимости и гибкости; в этом отношении проточные окислительно-восстановительные батареи в настоящее время занимают лидирующие позиции. В данной работе представлен панорамный обзор различных систем проточных окислительно-восстановительных батарей и их гибридных альтернатив. Рассмотрены и критически проанализированы соответствующие опубликованные исследования. Проведено комплексное изучение доступных технологий с учетом технических аспектов, а также экономических и экологических последствий. Обсуждаются также некоторые ограничения и технические проблемы проточных батарей, а также представлен ряд перспективных направлений дальнейших исследований. Среди исследованных технологий проточных батарей наибольшее внимание получила полностью ванадиевая окислительно-восстановительная проточная батарея, продемонстрировавшая наибольший потенциал в различных предкоммерческих и коммерческих стационарных приложениях на сегодняшний день; в то же время новые разработки гибридных окислительно-восстановительных топливных элементов, вероятно, будут определять развитие будущих применений электрических транспортных средств с механической и электрической «дозаправкой».