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“软”“硬”结合,循环1000次不衰减!这类电池登上Nature!

纳米人  · 公众号  ·  · 2024-10-27 09:03

主要观点总结

本文介绍了由米测技术中心原创的一篇关于水系氧化还原液流电池(aq-RFB)的研究。该研究针对卤化物阴极电解液存在的问题,如多卤化物形成导致的相分离和自放电效率低下等,引入了软硬两性离子捕获剂(SH-ZIT)作为络合剂,实现了均质卤化物循环。SH-ZIT通过软有机阳离子与硬阴离子结合,有效络合多卤化物,减少相分离和膜交叉,提高了电池的稳定性和安全性。此外,该研究还通过模块化设计平台高通量设计,合成了多种SH-ZIT结构,并验证了其在提高能量密度和库仑效率方面的潜力。总之,该研究为解决aq-RFB中的关键问题提供了新的思路和方法。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及目的

水系氧化还原液流电池(aq-RFB)是一种可持续的电网储能技术,但存在多卤化物形成导致的相分离和自放电效率低下等问题。本研究旨在解决这些问题,提高aq-RFB的性能和稳定性。

关键观点2: 新型电解质添加剂SH-ZIT的介绍

SH-ZIT是一种由软有机阳离子和硬阴离子组成的电解质添加剂,能够有效络合多卤化物,减少相分离和膜交叉,提高aq-RFB的稳定性和安全性。

关键观点3: SH-ZIT的技术优势

SH-ZIT通过模块化设计平台高通量设计合成,具有广阔的设计空间和属性。它能够显著提高卤化物阴极电解液的循环稳定性和库仑效率,实现无相分离、高能量密度的稳定循环,且在高温下保持良好性能。

关键观点4: SH-ZIT的实验验证

实验结果表明,SH-ZIT能够显著减少多卤化物的形成和相分离,提高aq-RFB的容量、效率和稳定性。在标准阴极电解液SoC为 66.6%的液流电池循环中,SH-ZIT能够使电池在长时间循环后仍然保持高库仑效率。

关键观点5: 展望

作者认为SH-ZIT的开发将为解决aq-RFB中的关键问题提供新的思路和方法,促进aq-RFB的基础和实际发展,以支持电网规模的可再生能源。


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特别说明: 本文由米测技术中心原创撰写,旨在分享相关科研知识。因学识有限,难免有所疏漏和错误,请读者批判性阅读,也恳请大方之家批评指正。 原创丨 米测MeLab 编辑丨 风云 研究背景 卤化物-阴极电解液化学反应在放电状态下具有高水溶性,并且具有阴极氧化还原电位,为实现可持续的水系氧化还原液流电池 (aq-RFB) 材料提供了一种潜在途径。采用基于卤化物的阴极电解液(其中卤素原子 (X)为Br或I)的水系氧化还原液流电池有望实现可持续的电网储能。 关键问题 然而,aq-RFB阴极电解液装置主要存在以下问题: 1、多卤化物的形成和相分离限制了电池的性能 在电化学充电过程中多卤化物的形成以及相关的相分离为X 2 会限制可操作的充电状态(SoC)、导致汽化和自放电效率低下,并导致设备彻底失效。 2、为了缓解相分离的影响,需要复杂的流 ………………………………

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