英国科研团队近期在可再生能源存储技术领域实现重要突破，成功研制出光电转换效率达9.54%的光伏驱动型氧化还原液流电池系统。该创新性储能装置通过集成25平方厘米异质结光伏组件，并采用中性pH碘-溴水系氧化还原耦对，实现了长达36小时的持续电力输出，其峰值太阳光能转化效率达到3.11%。

作为新型光储一体化设备，太阳能氧化还原液流电池（SRFC）通过光电化学界面将太阳能直接转化为化学能进行存储。该技术因其独特的能量存储机制，近年来成为学术界和科研机构的重点研究方向，目前仍处于实验开发阶段。

针对现有技术存在的两大核心挑战——光电转换效率不足与电极容量限制问题，研究团队创新地采用光伏组件替代传统光电化学系统，并优化了碘-溴水系氧化还原体系。这种中性电解质配置不仅提升了系统稳定性，更有效突破了固体电极物理尺寸对储能容量的制约。

据项目负责人介绍，该储能系统在保持高活性介质循环效率的同时，实现了同类装置中最大的有效储能面积，标志着光伏液流电池技术向实用化迈出关键一步。这项研究成果为解决可再生能源间歇性供电问题提供了新的技术路径，具有重要的产业化应用前景。

该电池系统包含一个有效面积为25平方厘米的异质结（HJT）光伏组件，该组件基于电阻率范围在1至5欧姆·厘米的M2级直拉单晶硅（CZ）晶圆，其厚度精确控制在130微米。此光伏组件被安置于一个尺寸为160毫米×160毫米×8毫米的不锈钢框架内，框架中央设有一个50毫米×50毫米的开口，专为容纳光伏装置而设计。组件的固定通过在窗口四角增设导电杆实现，确保结构稳定。

科研人员阐述：“我们采用了两块规格为110毫米×110毫米×2.5毫米的橡胶垫圈，对应窗户尺寸调整为65毫米×65毫米，以优化密封效果。”特别地，橡胶表面的开窗设计略大于光伏组件的有效区域，这一策略旨在有效规避光照遮挡及直接压力对组件性能的影响，同时，选用橡胶材质作为垫圈材料，是为了防止电池各层间可能发生的非预期电导现象。

在所提出的系统架构中，光伏装置的电极被精心连接至液流电池（RFB）的双极板，而阴极则接入恒电位仪，以确保整个系统的电化学性能稳定且高效。

研究团队对选定的氧化还原偶开展了实验评估，旨在评估其与负责为SRFB系统充电的光伏（PV）设备工作电压的兼容性。此外，他们还研究了竞争性渗透平衡中性pH水碘/溴氧化还原对组合，并将其描述为SRFB的一项创新。

该分析重点关注了该氧化还原对的氧化还原电位、工作电压范围和溶解度。结果表明，它与PV单元的工作特性“有效匹配”。

研究人员指出：“PV电池和SRFB系统的I-V曲线对齐显著降低了电解质的浓度过电位，确保了在所需电位范围内的稳定运行。”他们补充道：“此外，我们对碘-溴氧化还原对的电化学性质研究表明，循环伏安法和充放电实验证实其具有良好的可逆性和稳定性。”

实验结果还显示，通过减轻阳极液和阴极液之间的浓度梯度，“渗透控制电解质”提升了电池的循环可逆性和放电容量保持率。

《液流电池储能技术及应用》，科学出版社，2022年出版

该系统在36小时内实现了9.54%的太阳能-化学效率以及3.11%的最大太阳能-输出电力效率（SOEE），据悉，这一数据是在单电池SRFB系统中迄今所达成的最长运行时间记录。

《电力储能用液流电池技术》，机械工业出版社，2022年出版