Гетерополикислотный неголит может улучшить характеристики проточных окислительно-восстановительных батарей

Прочитано: 169 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Гетерополикислотный неголит может улучшить характеристики проточных окислительно-восстановительных батарей на водной основе при низких температурах.

В последние годы инженеры разрабатывают широкий спектр новых аккумуляторных технологий и решений. Одним из них являются проточные окислительно-восстановительные батареи, устройства, которые могут накапливать электрохимическую энергию путем преобразования химической энергии в электрическую посредством обратимого окисления и восстановления жидкостей.

Эти батареи могут найти множество полезных применений. Однако в первую очередь они могут обеспечить надежное и экономичное хранение энергии, вырабатываемой устойчивыми энергетическими решениями, такими как солнечные панели или ветряные турбины.

Проточные окислительно -восстановительные батареи на водной основе (ARFB) представляют собой особый тип проточных окислительно-восстановительных батарей, в которых электрическая энергия хранится в двух окислительно-восстановительных активах с разными окислительно-восстановительными потенциалами, которые растворены в резервуарах с электролитом. Этот уникальный дизайн может повысить их безопасность, а также обеспечить разделение энергии и мощности в устройствах. Несмотря на свои преимущества, АРФБ до сих пор нельзя было использовать при низких температурах из-за ограниченной растворимости содержащихся в них редокс-активных материалов, а также по другим причинам.

Исследователи из Китайского университета Гонконга недавно разработали новый гетерополикислотный неголит , компонент для ARFB, содержащий тип кислоты, которая объединяет водород и кислород с определенными металлами или неметаллами. Этот неголит, представленный в статье, опубликованной в Nature Energy, может помочь улучшить работу ARFB при низких температурах.

«Эксплуатация проточных окислительно-восстановительных батарей (ARFB) при низких температурах запрещена из-за ограниченной растворимости окислительно-восстановительных материалов, замерзания электролитов и вялой кинетики реакции», — пишут исследователи в своей статье. «Мы сообщаем о многоэлектронной гетерополикислоте (H 6 P 2 W 18 O 62 , HPOM) неголита, который обеспечивает высокоэффективные ARFB при низких температурах».

Представленный исследователями неголит гетерополикислоты, получивший название HPOM, имеет уникальный дизайн, повышающий его растворимость. Таким образом, в отличие от ранее использовавшихся неголитов, эти батареи хорошо работают при низких температурах.

«Протон (H + ) в HPOM гарантирует гораздо более высокую растворимость полиоксометаллатов (POM) (0,74 M при 25 ° C и 0,5 M при -20 ° C) по сравнению с другими катионами (Li + / Na + / K + ) из -за к прочной сольватной оболочке H + , предотвращающей осаждение», — объясняют исследователи в своей статье.

Исследователи оценили свои гетерополикислотные неголиты в серии экспериментов и обнаружили, что они демонстрируют исключительно высокую электронную растворимость, высокую проводимость, низкую температуру замерзания и высокую окислительно-восстановительную кинетику. Все эти качества очень выгодны для создания ВРБ с высокой удельной мощностью, способных работать при низких температурах.

«Используя электролит 0,5 М HPOM, ARFB демонстрируют удельную мощность (282,4 мВт см -2 ) и стабильность (79,6 Ач л -1 неголита при 160 мА см -2 в течение 1200 часов без распада) при -20 ° C, показывая многообещающее применение потенциал в холодных погодных условиях», — пишут исследователи в своей статье.

В будущем неголит гетерополикислоты, представленный этой группой исследователей, может быть использован для создания новых ARFB, которые также могут накапливать энергию при низких температурах. Это могло бы способствовать хранению энергии, производимой устойчивыми источниками энергии, в местах с экстремальными погодными условиями , характеризующимися особенно низкими температурами.

Гетерополикислотный неголит может улучшить характеристики проточных окислительно-восстановительных батарей



Новости партнеров