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科学家开发出液流电池用新正极材料

作者:中国储能网新闻中心 来源:科技报告与资讯 发布时间:2020-12-29 浏览:
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中国储能网讯:莫斯科国立大学的科学家与Skoltech的研究人员一起提出了一类新的液流电池物质。其容量与现有化合物相当,但价格更低,而且更环保。论文发表在《The Journal of Physical Chemistry Letters》上,并得到了俄罗斯基础研究基金会的资助。

液流电池是一种电化学电池,其化学能量由被膜隔开的两种液态化学成分提供。电流的运动伴随着离子交换通过膜,而两种液体在各自独立的空间中循环。这种电池的主要优点是可扩展性和成本效益,所以在大型固定系统中使用这种电池来储存能量是很有优势的。

液流电池一般使用的都是重金属盐,不仅成本高还具有一定的危险性。因此科学家们一直在寻找替代的氧化还原组合,包括基于有机材料的组合。在大规模电化学储能中使用有机材料是一个非常有吸引力的想法。

研究人员制造了这种具有氧化还原特性的分散系统,以聚丙烯酸及其含氮衍生物为基础的粒径为200-300纳米的聚合物微凝胶,然后在这些链条上附着了环状分子TEMPO,TEMPO是一种含氮试剂,被广泛地用作反应的催化剂,具有很高的氧化还原活性。通过对材料的研究发现,约14%的物质保留了电活性特性。这意味着可以获得一种容量为2.5 mAh/g的液流电池用低粘度电解质。

液流电池如果使用金属盐类,就需要一个非常细孔的膜,用来抵御硫酸。而如果使用高分子量的有机化合物,可以使用更便宜、更容易制造的离子交换膜,且孔径更大,这样可以从根本上降低电池的成本。

这项研究显示了使用氧化还原活性微凝胶的可能性,但工业化生产的计划还为时过早,因为到目前为止,还只是获得了一种材料(用于正极),而不是一对材料,还无法创建原型,此外,新材料还需要进一步改进。

论文标题为《Redox-Active Aqueous Microgels for Energy Storage Applications》。

关键字:正极材料

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