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猶他州立大學發(fā)現(xiàn)低成本高儲能電池 為清潔能源廣泛應用供應載體

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年08月12日  

太陽能和風能是可持續(xù)、環(huán)境友好型能源,人們廣泛認為它們是化石燃料的替代品,但這種能源都只是短暫可用的。兩種能源應用都要價格高昂、性能極高的儲能技術條件。


水溶性有機氧化還原流動電池,被稱為“AORFBs”,為大規(guī)模的儲能供應了一種很好的解決方法,但該方法仍然存在著局限性。在2018年十月二十五日在線發(fā)表的一項分子工程研究中,猶他州立大學化學家在“”Joule報告了解決這些局限性的方法。


本論文的重要作者猶他州立大學博士后JianLu和博士生BoHu,研究生YuZhao,BingYuan,MaoweiHuandWendaWu和導師Tianbiao(Leo)Liu,以及我國海洋大學和青島科技大學的同事一起,報道了一種新策略來提高水溶性有機氧化還原流動電池的儲存能力,安全和性能。


該小組的研究得到猶他州立大學,和猶他州科學技術研究倡議大學贈款的支持。


猶他州立大學化學和生物化學系助理教授Liu說:“我們以前發(fā)現(xiàn)K4[Fe(CN)6]在pH中性溶液中化學穩(wěn)定,但在堿性溶液中化學不穩(wěn)定。然而,K4[Fe(CN)6](0.76M)的溶解度相對較低,這對流動電池的應用是一個挑戰(zhàn)。”


Liu在這篇論文中提到,研究小組報告了一個簡單的替代公式,它通過用更親水的銨離子(NH4)代替鉀陽離子(K),顯著地提高了亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]的溶解度。


Liu說:“新設計的(NH4)4[Fe(CN)6]作為正極電解質,在水中的溶解度可達1.6M,是K4[Fe(CN)6]的兩倍。此外,(NH4)4[Fe(CN)6]具有較高的溶解度,也表現(xiàn)出了更好的電導性,從而提高了流動電池的能量效率和動力性能。”


此外,研究小組發(fā)現(xiàn),使用銨進行電荷轉移的速度比鉀快,這進一步提高了電池的能效和動力性能。該團隊最近報道,當與一種名為(SPr)2V的紫精陽極電解質配對時,有一個24.1Wh/L(NH4)4[Fe(CN)6]/(SPr)2V流動電池在1000次循環(huán)中供應了極高的循環(huán)穩(wěn)定性,這是迄今為止已報道的最穩(wěn)定的流動電池。


Liu說:“這種電池還供應了72.5mW/cm2的高功率密度。這種高性能流動電池是一種低成本的材料,因此它將是非常有吸引力的實際儲能應用。”


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