新型全铁氧化还原流电池：可再生能源储能的下一个突破口

导读:美国科学家声称已经展示出一种廉价、长寿命、安全和环保的氧化还原流电池。由于功能电解质添加剂、pH值和高温的作用,该装置的库伦效率达到了97．9%。

南加州大学(USC)多恩西弗文学、艺术和科学学院的研究人员展示了一种用于可再生能源储能的新型全铁氧化还原流电池,他们声称这种电池价格低廉、安全、环保,而且寿命长。

研究中提出了改进的库仑效率全铁的铁电极氧化还原流体电池,发表在《电化学学会的设备据说了库仑效率——电荷的比例提取对电荷放在一个周期的97．9%,由于功能电解液添加剂,pH值和温度升高。

研究人员认为这种效率水平是铁电极充放电的最好记录之一。USC小组说:“电沉积铁的库仑效率在所有电流密度值下都随着pH值的增加而提高,抗坏血酸在决定库仑效率方面起着重要作用。”

研究人员声称已经解决了电池充电过程中在铁电极上的氢寄生进化问题,这种问题导致氧化还原流电池的性能急剧下降,并在具有酸性电解质的设备中发生显著的副反应。研究人员说:“氢气的生成通过快速改变系统中电解质的组成来影响氧化还原流电池的反复循环。”

据说,添加到电解液中的抗坏血酸的吸附抑制了零pH下的析氢,提高了电极表面附近的pH值,提高了铁电沉积的库仑效率。抗坏血酸被用作电镀铁的电解液添加剂,以最大限度地减少铁的空气氧化——它阻止了氢生成动力学——与ph值的增加结合。电解液溶液由氯化铁和氯化铵开发。“虽然这两种化合物各自为人熟知,但这是首次将它们结合在一起,以证明它们具有大规模储存能量的潜力,”南加州大学的研究小组说。

学者们认为,如果另一种金属,比如不完全环保的镉,与铁共沉积,变得不相容,氢的生成可能会进一步受到抑制。该小组表示:“这将确保第二金属始终停留在表面,不会扩散到铁电极的大部分。通过停留在表面上,第二金属将继续提供抑制氢气的生成在整个过程的电沉积。”

研究人员发现电池效率随着设备运行温度的升高而提高。科学家们说:“我们观察到,在60摄氏度时库伦效率为97．9%,而在25摄氏度时为91．8%。”

研究人员表示:“通过这项研究获得的基本见识以及库仑效率的提高,我们相信基于氯化铁的全铁氧化还原液流电池将继续为大规模电能储能提供有吸引力的途径,作者认为未来将受益于实现100%库仑效率的方法的研究。”

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