加强界面电子转移可提高钒氧化还原液流电池性能【钜大锂电】

在发表于《焦耳》的论文《利用氧化还原液流电池中的界面电子转移》中，研究人员解释说，钒氧化还原液流电池（VRFBs）由于其先进的电解质化学，目前被认为是最成熟和最流行的RFB技术，由于钒前驱体和堆组分的成本仍然过高，因此，最近对RFBs的研究重新集中在电解液的设计上。学者们解释说：“目前人们对有机和有机金属氧化还原偶的兴趣主要集中在这两种偶上，部分原因是它们能够调节关键的物理化学性质，如还原电位和溶解度。这些电解液在实验室研究中显示出良好的前景，并正在早期商业设备中进行初步部署。”

研究小组认为，效率、寿命和成本是评估RFBs性能及其与锂离子技术竞争能力时必须考虑的三个关键因素。在效率方面，它接着说，钒氧化还原流动装置迄今为止已经表明，它们只有在低功率密度下才能以高效率运行。效率和功率密度之间的这种权衡是由于钒氧化还原偶的动力学限制和膜分离器的传输限制。

不基于钒的氧化还原液流电池由于其较低的电解液和电池组成本，可能是一种更便宜、更有效的替代品。系统成本通常被吹捧为RFBs在电网规模储能中相对于锂离子电池等现有二次电池的主要优势，该美国组织表示，这主要是因为提高液流电池的容量只需要使用更多的电解液。

指出界面电子转移动力学是影响RFBs电压效率的关键因素，与固态存储相比，界面电子转移动力学是导致RFBs往返能量转换效率降低的主要原因。“理解并最终控制RFB中的界面电子转移从根本上取决于准确测量反应速率作为应用电势函数的能力，以及在RFB操作的背景下解释结果的能力。”科学家们强调，并补充说，RFB性能和稳定性的高质量电分析RFB活性材料的可靠表征方法有助于未来的研究深入了解这一问题。

此外，研究小组认为，通过依赖于电化学催化所采用的设计策略，或者通过设计具有内在快速的外层电子转移反应的有机和有机金属分子的电解质，可以提高氧化还原流动存储的性能，尽管这两种技术都受到几个关键的限制。“对RFBs的研究也将大大受益于对提高电池电压的动力学稳定策略的深入理解。对于像锂离子电池一样稳定的非水性RFB来说，这些可能是必要的，而且对于水性系统也同样有用。”学者们补充道。