近年来,工程师们一直在开发一系列新的电池技术和解决方案。其中一种是氧化还原液流电池,它可以通过液体的可逆氧化和还原将化学能转化为电能来储存电化学能。googletag。命令。push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1453799284784-2');});这些电池可能有许多有价值的应用。然而,最值得注意的是,它们能够可靠和经济高效地储存可持续能源解决方案(如太阳能电池板或风力涡轮机)产生的能源。
水性氧化还原液流电池(ARFBs)是一种特殊类型的氧化还原液流电池,其中电能存储在两种具有不同氧化还原电位的氧化还原活性物质中,并溶解在电解质槽中。这种独特的设计可以提高其安全性,同时还可以实现设备中能量和功率的解耦。尽管ARFBs具有优势,但由于其所含氧化还原活性材料的溶解度有限以及其他问题,迄今为止,ARFBs无法在低温下使用。
香港中文大学的研究人员最近开发了一种新型杂多酸负极,这是ARFBs的一种成分,含有一种将氢和氧与特定金属或非金属结合的酸。发表在《自然能源》(Nature Energy)上的一篇论文中介绍了这种负电解质,它有助于改善ARFBs在低温下的性能。
研究人员在论文中写道:“由于氧化还原活性物质的溶解度有限、电解质冻结和反应动力学缓慢,禁止在低温下操作水性氧化还原液流电池(ARFB)。”。“我们报告了一种多电子杂多酸(H6P2W18O62,HPOM)负电解质,可在低温下实现高性能ARFBs。”
研究人员引入的杂多酸负电解液,称为HPOM,具有独特的设计,可增加其溶解度。因此,与以前使用的负极相比,它使这些电池在低温下性能良好。
“HPOM中的质子(H+)保证了多金属氧酸盐(POM)具有更高的溶解度(0.74鈥塎 25岁时鈥壜癈 和0.5鈥塎 在鈭?0鈥壜癈) 与其他阳离子(Li+/Na+/K+)相比,H+的强溶剂化壳阻止了沉淀,”研究人员在论文中解释道。
研究人员在一系列实验中评估了他们的杂多酸阴离子,发现它具有极高的电子溶解度、高电导率、低冰点和高氧化还原动力学。这些品质对于制造具有高功率密度、可在低温下工作的ARBS非常有利。
“使用0.5鈥塎 HPOM电解质,ARFBs显示功率密度(282.4鈥塵W鈥塩m级鈭? ) 和稳定性(79.6鈥堿h类鈥塴鈭? negolyte在160鈥塵A.鈥塩m级鈭? 超过1200鈥塰 无衰减)在鈭?0鈥壜癈, 研究人员在论文中写道:“在寒冷的天气条件下显示出良好的应用潜力。”。
未来,这组研究人员引入的杂多酸负离子可以用来制造新的ARFB,也可以在低温下储存能量。这将有助于在极端气候条件下储存可持续能源产生的能量,其特点是温度特别低。进一步探索