中科院大連化物所 新材料大幅提高鋅溴液流電池效率

近日，中科院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民團(tuán)隊設(shè)計制備了一種基于氮化鈦納米棒陣列的三維復(fù)合電極材料，并應(yīng)用于鋅溴基液流電池中，大大提高了其功率密度。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

溴(Br2/Br-)基液流電池，特別是鋅溴液流電池，具有能量密度高、電解液成本低等優(yōu)勢，成為電化學(xué)儲能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但Br2/Br-電對的反應(yīng)活性較低、電極的極化較大，導(dǎo)致電池的功率密度較低，電堆成本相對較高。

研究團(tuán)隊設(shè)計制備出了一類基于氮化鈦納米棒陣列的自支撐三維層狀復(fù)合電極材料。采用碳?xì)蛛姌O作為復(fù)合電極的基底材料，其三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)保證了電極的高電子傳導(dǎo)率。氮化鈦納米棒陣列對Br2/Br-電對的高催化活性則降低了電極的電化學(xué)極化。

此外，三維層狀和棒狀陣列結(jié)構(gòu)有助于電解液向電極內(nèi)部的滲透，提高了電極的離子傳輸速率，從而降低了傳質(zhì)極化，大大提高了鋅溴液流電池的工作電流密度。

本項研究工作為高功率密度溴基液流電池電極材料的設(shè)計制備提供了新思路。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.201904690