钜大LARGE | 点击量:632次 | 2021年12月20日
太平洋西北国家实验室开发低成本流动电池新材料
对易得有机化合物芴酮的最新研究表明,它具有低成本电池储能的潜力。
芴酮是一种荧光黄色粉末,广泛用作蜡烛和抗疟疾药物等药品的气味剂,可能正处于其最重要应用的边缘。
太平洋西北国家实验室(PNNL)的最新研究表明,随着其转化为氧化还原可逆的水溶性化合物,它提供了极好的储能潜力。
电流型电池主要基于钒或其他金属,这是昂贵的,而使用有机(即碳基)材料的前景相对较新,目前仅限于少数结构。挑战在于制备过程,PNNL研究人员利用“分子工程”将芴酮转化为可逆的电化学过程。
研究小组随后开发的电池是实验室规模的,大约10平方厘米,相当于一枚大邮票,输出功率为500兆瓦。在模拟真实环境的测试中,它连续工作了120天,只有在其他与电池本身无关的设备磨损时才结束。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电池经历了1111次完整的充放电循环(相当于正常情况下的几年运行),能量损失不到其容量的3%。
研究人员在发表在《科学》杂志上的研究报告中说:“基于这些芴酮衍生物阳极液的液流电池工作效率高,在环境温度和温和升高的环境中表现出稳定的长期循环。”。
氧化还原液流电池是锂离子电池的一种潜在替代品,尤其适用于长达几天的短期应用。由于芴酮等能够利用现成的化合物,它们还提供了较低的成本潜力,而无需锂的开采和供应链要求。
PNNL正在鼓励基于芴酮的水性氧化还原流动技术的商业化,作为第一步,已经申请了这项创新的专利。
研究人员认为这项技术可以用来识别其他潜在的有机氧化还原分子。
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