新闻资讯
第一作者：Hui Shi（石惠）
通讯作者：Qiang Ma, Qian Xu（徐谦）
通讯单位：江苏大学成果简介非水系氧化还原液流电池（RFB）的流场设计决定了多孔电极内电解质的流动和活性物质的传质，对RFB的运行有重要影响。江苏大学徐谦&马强团队提出了一种分形的树状流场设计用于深共熔溶剂（DES）电解液基铁钒RFB。分形树状流场能增强电解液对流，优化石墨毡电极内部活性物质的浓度分布，从而提高电池的整体性能。采用有限元模拟方法，建立了单电池的三维数值模型，对比研究了分形流场和蛇形流场条件下DES电解液基钒铁RFB的稳态放电过程。此外，通过组装该RFB的单电池，建立全电池测试系统，研究对比不同分形维数的分形流场与蛇形流场下RFB的输出电压和功率。数值计算结果表明，与传统的蛇形流场相比，分形流场可以提高RFB的放电功率，降低泵送损失。这主要是由于分形流场有利于减少极化损耗的同时加强多孔电极内部的对流。此外，数值研究结果还表明分形维数越大，泵送损失越小，输出电压越高。实验结果表明，与蛇形流场相比，分形流场可以提高RFB的输出电压和最大放电功率。本研究为DES电解液基钒铁RFB的流场设计提供了一种优化方法，并有望应用于其他非水基RFB。
相关成果以“Numerical...
第一作者：马涛
通讯作者：黄泽波博士
通讯单位：桂林电子科技大学成果简介钒液流电池(VRFB)的独特优势引起了人们的广泛关注，使其成为大规模和长时储能解决方案的首选。然而，诸如析氢反应(HER)等副反应会导致VRFB的性能参数不理想，从而导致VRFB性能的整体下降。因此，有必要研究HER影响VRFB性能的机制，并确定有效的方法来减轻其影响。本文选取充放电曲线、内阻、压降、泵功耗、效率、容量保持率等关键评价指标，评价HER对VRFB性能的影响。实验结果表明，HER在充电阶段引起电压升高，在放电阶段引起电压降低，导致电压损失；同时，气泡的产生显著增加电池内部压降和泵功率损耗；此外，由于气泡堵塞流道和电极空隙导致欧姆电阻增加。最后，通过实验验证HER对效率和容量有显著影响，有HER时平均能量效率降低约2.92%；经过60次循环后，与无HER比较，容量保留率下降了约7.69%。
相关研究成果以“Evaluation...
第一作者：Xiaojing Zhang
通讯作者：Chenyi Wang（汪称意）
通讯单位：常州大学成果简介为了解决现有VRFB隔膜的导电性和钒离子渗透率难以兼顾的问题。常州大学汪称意教授团队通过聚（联苯哌啶）聚合物与3–溴丙磺酸钠和1–溴十八烷的Menshutkin反应，设计并制备了一系列同时含有丙磺酸、长十八烷基侧链和哌啶鎓季铵结构的两性离子交换膜（50PS–PBP–x）。作者分别通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察了这些两性离子交换膜的表面形态和微相分离结构。结果表明，这些两性离子交换膜的吸水率和溶胀度分别在9.2%-20.2%和3.7%–7.8%之间，面积电阻和钒离子渗透率分别在0.35−0.51Ωcm2和1.9×10−7−4.7×10–7cm2 min−1的范围内。由代表性的50PS–PBP–30两性离子交换膜组装的钒氧化还原液流电池也表现出良好的性能，最高能量效率达到81.7%，且循环运行200次后没有明显下降。
相关研究成果以“Poly(biphenyl...
第一作者：王体东
通讯作者：纪亚
通讯单位：上海交通大学成果简介随着碳中和环境下储能技术的需求不断增长，钒氧化还原液流电池（VRFB）已成为出色的长时储能系统。开发高性能离子交换膜对于VRFB...
第一作者：Yichan Hu
通讯作者：Haibo Hu （胡海波）Guojin Liang (梁国进)
通讯单位：安徽大学&深圳理工大学
DOI: 10.1039/d4sc04206a成果简介碘阴极处的多碘交叉问题显著降低了水系锌碘液流电池（ZIFBs）的效率和实用性。为解决此问题，安徽大学胡海波&深圳理工大学梁国进老师团队在多孔聚烯烃膜上引入了局部高碘浓度（LHIC）涂层，该涂层通过利用碘物种与一系列低成本氧化物（如MgO、CeO2、ZrO2、TiO2和Al2O3）之间的加合物化学来实现强化学吸附。该团队利用基于强大的碘吸附能力的LHIC制备的MgO-LHIC复合膜可以通过Donnan排斥和浓度梯度效应有效地缓解了碘的交叉。在17.8...
第一作者：王渤
通讯作者：许伟聪、陈瑞华
通讯单位：天津大学成果简介热再生电化学循环(TREC)利用电极电位的温度效应来实现高效的热电转换，但其功率密度较低。液流电池储能系统具有循环寿命长、功率与能量解耦等优点，适合大规模储能，但其能效有待提高。为解决该问题，天津大学赵力&邓帅教授课题组提出了一种将TREC和液流电池结合在一起的新型集成系统，该系统通过在不同温度下交替充放电，具有能量转换和存储功能。以全钒氧化还原液流电池(VRFB)为例进行了实验研究。实验结果表明，在10℃~...
成果简介锌碘液流电池具有能量密度高、安全和成本低的特点，是大规模电化学储能的理想候选电池。然而，通过释放I–来稳定I2的碘物种利用率有限，以及严重的阳极枝晶生长问题仍然严重挑战着电池的实际性能，并限制了其商业化潜力。在此，哈尔滨工业大学卢松涛/张红团队报告了一种独特的基于溴化锌和乙酰胺的三元水合共晶电解质，该电解质可同时操纵溶剂结构并在两个电极上实现有利的界面工程。具体来说，Zn2+溶剂化鞘中Br–能够与碘原子形成强卤素键，从而有效稳定碘元素，抑制不溶性碘的生成，进而提高I–/I2Br–转化动力学和可逆性，使碘的利用率几乎达到100%。同时，这种双功能水合共晶电解质还能大大减少析氢反应，引导均匀电沉积，抑制阳极锌枝晶生长。正如预期的那样，所设计的液流电池的电化学性能得到了显著提高，在...
感谢第一作者：西安交通大学李家宸校稿！成果简介在钒氧化还原液流电池（VRFB）中，商业碳毡电极由于其较差的比表面积和活性官能团的缺少，导致液流电池在高功率运行条件下严重的电极极化现象，从而使得性能恶化。近日，西安交通大学杨卫卫教授团队提出了一种用于钒液流电池的高性能和超稳定的分级嵌套网络孔隙碳电极的开发方法，以最大限度地提高钒液流电池的运行性能和长时稳定性。通过静态老化自生长钴基ZIF，经过低温氧化退火处理，在碳毡电极纤维表面刻蚀出了大孔−中孔−微孔的分级嵌套网络孔隙（HNP）结构。由于其独特的协同促进结构，该改性电极展现出卓越的性能，在电流密度为200和400...
成果简介由于可扩展性、安全性和可靠性，以及其独立的功率和能量解耦，氧化还原液流电池（RFBs）能够储存和整合间接清洁能源。水系有机氧化还原液流动电池（AORFBs）具有由丰富元素组成的氧化还原活性材料，具有可调的氧化还原电位、更高的溶解度和更低的成本。在这里，天津大学李彬团队建议使用廉价的商业染料萘酚绿B（NGB）作为AORFB的阴极电解液材料。这是NGB首次用于Fe（III）/Fe（IV）电氧化还原电对，在中性条件下显示出0.73...