全國產低成本－釩液流電池隔離膜材料開發及測試技術

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全國產低成本－釩液流電池隔離膜材料開發及測試技術

更新時間：2021-09-08 16:18

【技術簡介】

液流電池具有高安全性、使用壽命長、多數材料可循環利用或回收、高度環保性及永續發展、功率/能量可獨立設計之特點，為未來重要的電網儲能系統選項。隔離膜的功能是分離正負極電解液以防止電池發生自放電反應，同時允許電荷載體自由通過，使正負極電荷達到平衡而構成電池回路，因此隔離膜為液流電池最重要的關鍵材料之一。液流電池目前以採用Nafion系列隔離膜為主，但由於成本高導致液流電池系統造價高，間接影響其設置成本與大規模應用。針對液流電池系統成本分析評估，Nafion系列隔離膜約佔成本的30%，進而影響其價格競爭力。若能開發性能相當且低成本之國產隔離膜，一方面可以開創國產隔離膜產業，另一方面將能提升國內液流電池儲能系統之產業應用競爭力。

原子能科技研究院液流電池隔離膜研發進展

【計畫規劃/技術應用】
國原院技術團隊建立測試平台，能以不同規模進行材料篩選到系統等級測試。初步以小面積電池測試多種規格的國產隔離膜，並篩選性能及穩定性較好的樣品。已篩選出一款隔離膜並且經多批次測試後，樣品特性及電池效能再現性高，因此進一步放大隔離膜面積至> 600 cm²，並利用邊框黏合技術，將隔離膜固定於上下塑膠模板中間，提高氣密性及組裝便利性。組裝成全國產短電堆進行氣密性測試，在特定的壓力條件下，無漏液情形發生，後續進行效能測試。目前全國產液流電池實驗模組效能測試，充放電流密度=120 mA/cm²，充放電效率>70%，驗證充放電100 cycles內，能量效率維持率>95%。

【未來佈局】
國內訂定2025年擴大再生能源裝置目標，積極以節能、創能、儲能及智慧整合四大策略，提高自主能源比例，其中儲能系統可作為平滑輸出及調節能量用途，是再生能源大規模應用不能缺少的重要系統。透過開發零組件全國產材料釩液流電池模組，並藉由推廣應用於再生能源整合、智慧電網等分散式儲能系統運轉及管理技術，開發國產儲能系統技術，支持政府擴展再生能源設置量及節能減碳政策目標。國原院開發高穩定性關鍵材料，如隔離膜、電極及電解液等，藉由材料組合及測試條件優化，達到能量轉換效率高及運轉壽命長的預期目標。藉由研發優質的國產隔離膜，一方面可以開創國產隔離膜產業，另一方面將能提升國內液流電池儲能系統產業應用競爭力。

【連絡資訊】
姓名：許寧逸
電話：03-4711400分機5501
E-mail：nyhsu@nari.org.tw