太陽(yáng)能和風(fēng)能被廣泛認(rèn)為是化石燃料的可持續(xù)

太陽(yáng)能和風(fēng)能被廣泛認(rèn)為是化石燃料的可持續(xù)，環(huán)保的替代品，但每種都只能間歇性地獲得。這兩種解決方案都需要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的高性能儲(chǔ)能技術(shù)，以便廣泛，可靠地使用。

被稱為“AORFB”的含水有機(jī)氧化還原液流電池提供了一種很有前景的大規(guī)模儲(chǔ)能解決方案，但仍然存在局限性。在2018年10月25日在線發(fā)表的分子工程研究中，猶他州立大學(xué)的Joule化學(xué)家報(bào)告了解決這些局限性的進(jìn)展。

USU博士后研究員Jian Lu和博士生Bo Hu，研究生Camden DeBruler，Yujing Bi，Yu Zhao，Bing Yuan，Maowei Hu和Wenda Wu以及教師顧問Tianbiao(Leo)Liu，通訊作者，以及與來(lái)自中國(guó)海洋大學(xué)和青島科技大學(xué)的同事一起報(bào)告了一項(xiàng)策略，通過簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)調(diào)整提高了AORFB的存儲(chǔ)容量，安全性和性能。

該團(tuán)隊(duì)的研究得到了USU和猶他州科學(xué)技術(shù)與研究(USTAR)倡議大學(xué)技術(shù)加速撥款(UTAG)的支持。

“我們以前發(fā)現(xiàn)K 4 [Fe(CN)6 ]在pH中性溶液中是化學(xué)穩(wěn)定的，但在堿性溶液中則不然，”USU化學(xué)與生物化學(xué)系助理教授Liu說(shuō)。“然而，K 4 [Fe(CN)6 ](0.76 M)的相對(duì)低溶解度對(duì)流動(dòng)電池應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。”

他說(shuō)，在本文中，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種簡(jiǎn)單的配方取代，通過用更親水的銨離子(NH)代替鉀陽(yáng)離子(K +)，顯著提高了亞鐵氰化鉀K 4 [Fe(CN)6 ] 的溶解度。4 +)。

“新設(shè)計(jì)的(NH 4)4 [Fe(CN)6 ]作為陰極電解質(zhì)，可以在水中實(shí)現(xiàn)1.6 M的高溶解度，是K 4 [Fe(CN)6 ]的兩倍。” 劉斯說(shuō)。“此外，(NH 4)4 [Fe(CN)6 ]具有高溶解度，還具有更高的導(dǎo)電性，從而提高了液流電池的能效和動(dòng)力性能。”

此外，他說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)使用銨的電荷轉(zhuǎn)移比鉀更快，這進(jìn)一步提高了電池的能源效率和電力性能。與稱為(SPr)2V的紫精陽(yáng)極電解質(zhì)配對(duì)，該團(tuán)隊(duì)最近公布的一個(gè)過程，24.1 Wh / L(NH 4)4 [Fe(CN)6 ] /(SPr)2 V液流電池提供了前所未有的循環(huán)穩(wěn)定1000個(gè)循環(huán)，代表迄今已知的最穩(wěn)定的液流電池。

“這種電池還具有72.5 mW / cm 2的高功率密度。” 劉說(shuō)。“憑借其低成本材料，這種高性能液流電池對(duì)于實(shí)際的能量存儲(chǔ)應(yīng)用具有極大的吸引力。”