Nature Energy:pH恢复的弱pH值改善流动相电池性能
纳米技术 纳米 2024-02-19

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通过将pH不同的方式将两个流动相氧化还原溶液电池构筑一组电池能够实现超过1.23 V分解水的热力学窗口,但是这种方式导致酸性-碱性电解液之间产生互相混合和交叉,并且导致电池的效率和寿命受到影响。

有鉴于此,哈佛大学Michael J. AzizRichard Y. LiuRoy G. Gordon通过使用弱酸性和弱碱性电解液缓解酸性-碱性之间的电解液交叉问题,从而得到非常好的往返能量利用效率(round-trip energy efficiency),并且开路电压>1.7 V,在pH解耦合的高电压流动相溶液电池体系实现了更好的寿命、能量利用效率,并且发展了流动相电池体系的pH解耦和pH恢复概念。

本文要点

(1)

通过使用一种酸性电解液-碱性电解液重生系统将电解液的pH值维持在恒定状态。构筑的弱酸弱碱流动相电池体系在一个星期的稳定工作过程中,每天的容量损失率<0.07 %,往返能源效率(round-trip energy efficiency)>85 %,而且库伦效率>99 %。

(2)

体系的价格分析结果说明通过提高流动相电池体系的酸-碱交叉容忍性能够提高电压输出数值,并且降低电池的电阻。这项工作展示了改善流动相电池体系的寿命、比率、能量利用效率的方法,而且展示了流动相电池体系的pH解耦和pH恢复概念以及应用前景。

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参考文献

Xi, D., Alfaraidi, A.M., Gao, J. et al. Mild pH-decoupling aqueous flow battery with practical pH recovery. Nat Energy (2024)

DOI: 10.1038/s41560-024-01474-1

https://www.nature.com/articles/s41560-024-01474-1

 


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