新型全鐵氧化還原流電池：可再生能源儲(chǔ)能的下一個(gè)突破口

導(dǎo)讀:美國(guó)科學(xué)家聲稱已經(jīng)展示出一種廉價(jià)、長(zhǎng)壽命、安全和環(huán)保的氧化還原流電池。由于功能電解質(zhì)添加劑、pH值和高溫的作用,該裝置的庫(kù)倫效率達(dá)到了97．9%。

南加州大學(xué)(USC)多恩西弗文學(xué)、藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院的研究人員展示了一種用于可再生能源儲(chǔ)能的新型全鐵氧化還原流電池,他們聲稱這種電池價(jià)格低廉、安全、環(huán)保,而且壽命長(zhǎng)。

研究中提出了改進(jìn)的庫(kù)侖效率全鐵的鐵電極氧化還原流體電池,發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)會(huì)的設(shè)備據(jù)說(shuō)了庫(kù)侖效率——電荷的比例提取對(duì)電荷放在一個(gè)周期的97．9%,由于功能電解液添加劑,pH值和溫度升高。

研究人員認(rèn)為這種效率水平是鐵電極充放電的最好記錄之一。USC小組說(shuō):“電沉積鐵的庫(kù)侖效率在所有電流密度值下都隨著pH值的增加而提高,抗壞血酸在決定庫(kù)侖效率方面起著重要作用。”

研究人員聲稱已經(jīng)解決了電池充電過(guò)程中在鐵電極上的氫寄生進(jìn)化問(wèn)題,這種問(wèn)題導(dǎo)致氧化還原流電池的性能急劇下降,并在具有酸性電解質(zhì)的設(shè)備中發(fā)生顯著的副反應(yīng)。研究人員說(shuō):“氫氣的生成通過(guò)快速改變系統(tǒng)中電解質(zhì)的組成來(lái)影響氧化還原流電池的反復(fù)循環(huán)?！?/p>

據(jù)說(shuō),添加到電解液中的抗壞血酸的吸附抑制了零pH下的析氫,提高了電極表面附近的pH值,提高了鐵電沉積的庫(kù)侖效率?？箟难岜挥米麟婂冭F的電解液添加劑,以最大限度地減少鐵的空氣氧化——它阻止了氫生成動(dòng)力學(xué)——與ph值的增加結(jié)合。電解液溶液由氯化鐵和氯化銨開(kāi)發(fā)。“雖然這兩種化合物各自為人熟知,但這是首次將它們結(jié)合在一起,以證明它們具有大規(guī)模儲(chǔ)存能量的潛力,”南加州大學(xué)的研究小組說(shuō)。

學(xué)者們認(rèn)為,如果另一種金屬,比如不完全環(huán)保的鎘,與鐵共沉積,變得不相容,氫的生成可能會(huì)進(jìn)一步受到抑制。該小組表示:“這將確保第二金屬始終停留在表面,不會(huì)擴(kuò)散到鐵電極的大部分。通過(guò)停留在表面上,第二金屬將繼續(xù)提供抑制氫氣的生成在整個(gè)過(guò)程的電沉積。”

研究人員發(fā)現(xiàn)電池效率隨著設(shè)備運(yùn)行溫度的升高而提高?？茖W(xué)家們說(shuō):“我們觀察到,在60攝氏度時(shí)庫(kù)倫效率為97．9%,而在25攝氏度時(shí)為91．8%。”

研究人員表示:“通過(guò)這項(xiàng)研究獲得的基本見(jiàn)識(shí)以及庫(kù)侖效率的提高,我們相信基于氯化鐵的全鐵氧化還原液流電池將繼續(xù)為大規(guī)模電能儲(chǔ)能提供有吸引力的途徑,作者認(rèn)為未來(lái)將受益于實(shí)現(xiàn)100%庫(kù)侖效率的方法的研究?！?/p>

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