儲能技術─液流電池

                 氧化還原液流電池(Redox Flow Battery)簡稱液流電池是一種電解液循環流動的電池,有別於一般電池中的電解液是靜止不流動。它的活性物質溶解在電解液中,並且儲存於電池外的儲存槽內。電池充放電時,電解液在儲存槽與電池組之間循環流動。活性物質在電池內進行氧化還原反應。電池中的電極僅做觸媒與收集電流的功能,如同燃料電池。這類電池有許多種,目前接近商業化的液流電池是全釩氧化還原液流電池(VRFB,Vanadium Redox Flow Battery)。電池的正、負極是不同價數的釩離子(+2、+3、+4、+5)。當正、負極電解液有相互擴散混雜現象時,在充電時即可恢復原有價數,維護容易,這是它異於其他液流電池的優點。

                 液流電池在1950年代即有相關專利出現,1970-2000年之間它的發展僅止於kW級示範驗證。低功率密度、低能量密度的電池特性使得它並未受到重視。近年隨著風力發電、太陽光電等再生能源的蓬勃發展,在電網穩定性上儲電日形重要。微電網、分散式發電、多元化能源等新電網與能源結構逐漸發酵,電網級、大電力(MW以上)的儲電變得迫切需要。由於VRFB週期壽命長、維護容易、安全等特性,自2000年以後逐漸受到重視。在中、美、日、澳洲等國已有數座MW以上儲電示範站,部分已超過五年以上運轉,技術接近成熟。

                 隨著再生能源的推廣,台灣對於儲電與電能管理的需求將與日俱增。工研院、核研所、台電綜研所相繼投入VRFB及微電網相關研發,現已可自製kW級VRFB儲電系統並已有數年kW級VRFB操作與維護經驗。此外台灣有完整的鋰離子電池產業鏈,現由3C產品用小型電池逐漸發展到電動機車、電動車等用kW級電源。台灣現已具備MW儲電產業雛形。它的發展將可填補台灣產業出走的空隙。

                 此外台灣有121座島嶼分佈在本島、金門、馬祖、澎湖、南沙等地區。這些島嶼供電不易,成本很高。這些島嶼屬於孤島微電網,隨著觀光旅客量增,離島再生能源/微電網/儲電的推廣不但可以降低這些離島供電需求量,更進一步強化台灣在這方面的整合技術與國際輸出競爭能力。

作者介紹

國立聯合大學能源工程學系 薛康琳副教授
從事燃料電池、儲能電池、等電化學相關研究與教學近20年。