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刘和鑫、张曼:许下振兴乡村的浪漫约定 王瑾:打造中国自主的液流储能新模式
专题报道
新清华

2024年12月06日

2347

本期8

文章27

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王瑾:打造中国自主的液流储能新模式

新清华 2024年12月06日 第2347期 专题报道

●记者 李萍


  “我的根在中国,要用所学助力祖国发展。”离开硅谷,回中国创业,她深耕能源材料20余载,打破美国技术垄断,打造中国自主的安全大规模储能模式;主持建成全球首个兆瓦级别盐酸基全钒电解液储能系统,中国首个盐酸基全钒液流电池储能系统电站。
  她是清华大学材料科学与工程系1999级本科、2003级硕士校友,全国三八红旗手,全国巾帼建功标兵,液流储能科技有限公司联合创始人、首席科学家王瑾。


将个人所学与祖国所需相结合

  1999年,王瑾考入清华大学,听到顾秉林院士讲述当时中美在科技水平上的差距,并勉励同学们“努力学习,发展科技,报效祖国”,王瑾牢牢记在了心里。完成本科和硕士学业后,她赴美读博、做博士后研究,随后入职硅谷。
  日常被科研实验填满的王瑾,有空就通过媒体了解祖国的新闻,在观看国庆阅兵时激动欢呼,在看到外国媒体扭曲中国形象时愤懑难平,在得知5·12汶川大地震时难忍泪水、立即捐款。“我逐渐体会到清华老师们的教导:让个人成长与祖国发展紧密相连。”王瑾说,“这些眼泪和欢笑告诉我,我的根在那里。”在别人看来,硅谷的工作前途光明,但在王瑾心里始终缺乏一种归属感。
  她对中国的能源发展状况十分关注,经常和丈夫探讨新能源发展的方向。为了将个人所学与祖国所需相结合,2017年她和家人一起回到中国,要尽己所能助力中国新能源产业发展。

打破外国技术垄断

  在储能领域,锂电池产业链虽已成熟,但其系统循环寿命有限、回收利用率较低,当温度升高时还存在燃爆的风险。国家能源系统的长远发展亟需更安全高效的大规模储能模式。
  王瑾瞄准全钒液流储能系统,把电能以化学能的形式存储在含水量高达近70%的电解液里,大大提高了整个系统的安全性,是本征安全的大型电化学储能系统。
  彼时,全钒液流电池中的隔膜主要采用美国公司生产的膜材料,由于技术垄断导致价格高昂。王瑾带领团队创新研发核心膜材料,摒弃对质子交换膜的依赖,降低电解液对电堆内部材料的冲击,优化电解液通路,降低析出风险,增强电堆寿命,将电堆成本革命性地降低了一半以上,完全摆脱了美国的膜生产技术控制,为中国新能源产业的自主发展拓宽了道路。
  2018年,国际市场上钒的价格成倍上涨,电解液的制造成本飙升。面对突如其来的阻滞,王瑾没有轻言放弃,带领团队研制出独有的短流程电解液工艺,减缓了电解液损耗,并延长其使用寿命至25年以上,大幅降低了电解液成本。同时,他们将电池工作时的环境温度从国际平均的0℃至40℃拓宽到-30℃至65℃,增强了极寒、极热环境中的适用性。

做全球液流储能领域领跑者

  2020年中国提出碳达峰与碳中和绿色发展“双碳”目标。“从国家层面到省、市层面都出台了很多针对储能的政策。”她兴奋地说,“所处的产业生逢其时,何其幸也。”
  2022年,王瑾与团队成员联合创立液流储能科技有限公司,开启大规模储能系统的创新研发。
  同年,在山东郯城建设1MW/4MWh全钒液流电池储能的一期项目时,电池正极存在析氯风险。王瑾作为公司的首席科学家带领技术团队攻坚两个多月,最终在系统并网测试中一次性通过验收,建成了国内首个盐酸基全钒液流电池储能系统电站,也是世界首个兆瓦级别采用盐酸基全钒电解液的储能系统。
  历经5年时间,王瑾团队将液流储能系统整体性能提升超过十个百分点。如今,其自主研制的全钒液流电池电堆已实现量产,通过电堆生产线全自动化极大提高了产品一致性;投放在鲁北新能源基地的100MW/400MWh全钒液流电池储能系统,正在如火如荼地建设。
  怀揣科技报国理想,王瑾逐步成长为与时代同行的科技创新人才,成立仅2年的公司已获得授权发明专利18个、实用新型专利4个、外观专利6个。
  在国际能源领域,同时掌握全钒和铁铬两大液流电池关键技术,王瑾团队已成为全球液流储能行业领跑者之一。未来,她与团队持续深耕新能源技术自主研发,为国家“双碳”目标的实现勤勉发力。

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