[发明专利]电燃料储能新方法及系统

权利要求书

1.一种电燃料储能方法，其特征在于，包括：

电燃料的充电过程：通过电燃料充电器将电能转化为电燃料的化学能存储；

以及，电燃料的放电过程：通过电燃料电池将所述化学能转化为电能；

所述电燃料为可反复充放电，且充电与放电前后均能稳定存在的电活性物质，其中，所述电燃料充电器与所述电燃料电池彼此独立运行；

所述电燃料包含有氧化还原对V²⁺/V³⁺，所述电燃料和空气配对形成钒电燃料-空气储能系统；

所述电燃料充电器充电过程反应为：阴极侧，V³⁺+e^-→V²⁺，阳极侧，2H₂O-4e^-→4H⁺+O₂；

所述电燃料电池放电过程反应为：负极侧，V²⁺-e^-→V³⁺；正极侧，4H⁺+O₂+4e^-→2H₂O；

所述电燃料充电器的阴极为多孔石墨，所述电燃料电池的负极为100-400微米的碳布以及碳纸，且电极纤维的表面开有5纳米二级孔，采用具有蛇形及叉指型流道的流场板作为集流体；

所述电燃料充电器的阳极为亲水的多孔钛电极载上具有OER活性的催化剂，所述电燃料电池的正极以疏水碳纸为气体扩散层，在气体扩散层与膜之间设计为载有催化剂的多孔层；

铅催化剂仅用于还原反应电极中，发生氧化反应的电极则采用铋作为催化剂。

2.根据权利要求1所述的电燃料储能方法，其特征在于，所述电燃料充电器还包括充电器隔膜，所述阳极、所述阴极以及所述充电器隔膜与所述电燃料相匹配。

3.根据权利要求1所述的电燃料储能方法，其特征在于，所述电燃料电池还包括电池隔膜，所述正极、所述负极以及所述电池隔膜与所述电燃料相匹配。

4.一种电燃料储能系统，其特征在于，所述电燃料储能系统为钒电燃料-空气储能系统，所述电燃料储能系统包括能量来源、电燃料、电燃料充电器、电燃料电池以及电用户；

所述能量来源用于提供所述电燃料充电器充电所需的电能；

所述电燃料用于能量转换，作为能量载体，借由电化学反应将电能转化为化学能存储，以及将化学能转化成电能释放；

所述电燃料充电器用于对所述电燃料进行充电，实现将电能转化成电燃料化学能的装置；

所述电燃料电池用于实现所述电燃料的放电过程，实现将所述电燃料化学能转化为电能的装置；其中，所述电燃料充电器与所述电燃料电池彼此独立运行；

电用户用于接受所述电燃料电池提供的电能；

其中，所述电燃料包含有氧化还原对V²⁺/V³⁺，所述电燃料和空气配对形成钒电燃料-空气储能系统；

所述电燃料充电器充电过程反应为：阴极侧，V³⁺+e^-→V²⁺；阳极侧，2H₂O-4e^-→4H⁺+O₂；

所述电燃料电池放电过程反应为：负极侧，V²⁺-e^-→V³⁺；正极侧，4H⁺+O₂+4e^-→2H₂O；

所述电燃料充电器的阴极为多孔石墨，所述电燃料电池的负极为100-400微米的碳布以及碳纸，且电极纤维的表面开有5纳米二级孔，采用具有蛇形及叉指型流道的流场板作为集流体；

所述电燃料充电器的阳极为亲水的多孔钛电极载上具有OER活性的催化剂，所述电燃料电池的正极以疏水碳纸为气体扩散层，在气体扩散层与膜之间设计为载有催化剂的多孔层；

铅催化剂仅用于还原反应电极中，发生氧化反应的电极则采用铋作为催化剂。

5.根据权利要求4所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述能量来源选自太阳能或风能。

6.根据权利要求4-5任一项所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述电用户为电网或离网用户。