【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)研究部(DNL17)李先鋒研究員和魯文靜副研究員團(tuán)隊(duì)在溴基液流電池電極研究方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)通過(guò)在電極表面基于可逆的固態(tài)溴絡(luò)合效應(yīng)，同步提高了電極的固溴能力和催化活性，降低了溴基液流電池的自放電率，提高了電池功率密度和循環(huán)壽命。
 

　　溴基液流電池具有能量密度高、成本低等優(yōu)勢(shì)，在分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，溴電對(duì)的反應(yīng)活性相對(duì)較低，以及溴擴(kuò)散導(dǎo)致的自放電問(wèn)題嚴(yán)重影響著溴基液流電池功率密度和循環(huán)壽命。
 

　　針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種向電極表面引入溴固態(tài)絡(luò)合劑的策略，基于強(qiáng)的可逆固態(tài)絡(luò)合效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)抑制電池自放電的同時(shí)增強(qiáng)溴電對(duì)的反應(yīng)活性。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)電解液中的液態(tài)絡(luò)合劑相比，電極上的固態(tài)絡(luò)合劑對(duì)溴的絡(luò)合作用更強(qiáng)，其將可溶性的溴更加牢固地捕獲、固定于電極中，有效避免了溴從電極表面向本體電解液中的擴(kuò)散，從而抑制了電池的自放電反應(yīng)。團(tuán)隊(duì)利用該電極測(cè)試了鋅溴液流電池的性能，發(fā)現(xiàn)在充電至40mAh/cm2并擱置24小時(shí)后，其容量保持率由39.15%大幅度提升至82.93%。此外，與傳統(tǒng)電解液中的液態(tài)絡(luò)合劑不同，該電極表面的固態(tài)溴絡(luò)合效應(yīng)不會(huì)影響溴電對(duì)的電化學(xué)活性。此外，以該電極組裝的鋅溴液流電池可以在180mAh/cm2的高電流密度下穩(wěn)定循環(huán)580次，平均庫(kù)倫效率達(dá)99.30%。該工作為開發(fā)高功率密度、高容量保持率和長(zhǎng)壽命溴基液流電池用電極材料提供了新思路。
 

　　相關(guān)研究成果以“Reversible Solid Bromine Complexation into Ti3C2Tx MXene Carriers: A Highly Active Electrode for Bromine-based Flow Battery with Ultralow Self-discharge”為題，于近日發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》(Energy & Environmental Science)上。該工作的第一作者是我所DNL17博士研究生湯陸銀。上述工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、大連市科技創(chuàng)新基金、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作項(xiàng)目等支持。(文/圖 湯陸銀)