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導(dǎo)讀:美國科學(xué)家聲稱已經(jīng)展示出一種廉價、長壽命、安全和環(huán)保的氧化還原流電池。由于功能電解質(zhì)添加劑、pH值和高溫的作用,該裝置的庫倫效率達(dá)到了97．9%。
南加州大學(xué)(USC)多恩西弗文學(xué)、藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院的研究人員展示了一種用于可再生能源儲能的新型全鐵氧化還原流電池,他們聲稱這種電池價格低廉、安全、環(huán)保,而且壽命長。

研究中提出了改進(jìn)的庫侖效率全鐵的鐵電極氧化還原流體電池,發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)會的設(shè)備據(jù)說了庫侖效率——電荷的比例提取對電荷放在一個周期的97．9%,由于功能電解液添加劑,pH值和溫度升高。

研究人員認(rèn)為這種效率水平是鐵電極充放電的最好記錄之一。USC小組說:“電沉積鐵的庫侖效率在所有電流密度值下都隨著pH值的增加而提高,抗壞血酸在決定庫侖效率方面起著重要作用。”

研究人員聲稱已經(jīng)解決了電池充電過程中在鐵電極上的氫寄生進(jìn)化問題,這種問題導(dǎo)致氧化還原流電池的性能急劇下降,并在具有酸性電解質(zhì)的設(shè)備中發(fā)生顯著的副反應(yīng)。研究人員說:“氫氣的生成通過快速改變系統(tǒng)中電解質(zhì)的組成來影響氧化還原流電池的反復(fù)循環(huán)。”

據(jù)說,添加到電解液中的抗壞血酸的吸附抑制了零pH下的析氫,提高了電極表面附近的pH值,提高了鐵電沉積的庫侖效率。抗壞血酸被用作電鍍鐵的電解液添加劑,以最大限度地減少鐵的空氣氧化——它阻止了氫生成動力學(xué)——與ph值的增加結(jié)合。電解液溶液由氯化鐵和氯化銨開發(fā)。“雖然這兩種化合物各自為人熟知,但這是首次將它們結(jié)合在一起,以證明它們具有大規(guī)模儲存能量的潛力,”南加州大學(xué)的研究小組說。

學(xué)者們認(rèn)為,如果另一種金屬,比如不完全環(huán)保的鎘,與鐵共沉積,變得不相容,氫的生成可能會進(jìn)一步受到抑制。該小組表示:“這將確保第二金屬始終停留在表面,不會擴散到鐵電極的大部分。通過停留在表面上,第二金屬將繼續(xù)提供抑制氫氣的生成在整個過程的電沉積。”

研究人員發(fā)現(xiàn)電池效率隨著設(shè)備運行溫度的升高而提高?？茖W(xué)家們說:“我們觀察到,在60攝氏度時庫倫效率為97．9%,而在25攝氏度時為91．8%。”

研究人員表示:“通過這項研究獲得的基本見識以及庫侖效率的提高,我們相信基于氯化鐵的全鐵氧化還原液流電池將繼續(xù)為大規(guī)模電能儲能提供有吸引力的途徑,作者認(rèn)為未來將受益于實現(xiàn)100%庫侖效率的方法的研究。”


 原標(biāo)題：新型全鐵氧化還原流電池，可再生能源儲能的下一個突破口