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【液流论文】上海电力大学徐群杰团队CEJ:Bi-MOF衍生双金属电极的协同工程设计:揭示提升VRFB性能的催化作用机制
通讯作者:徐群杰 通讯单位:上海电力大学 DOI:10.1016/j.cej.2026.180039工作简介本研究通过水热法在GF上合成双金属金属有机框架Bi/M(M=Zn、Ni、Fe),并将其作为电极应用于钒氧化还原液流电池(VRFBs)中。实验结果表明与原始电极相比,Bi/M@GF电极展现出更优的氧化还原动力学特性和更高的电子转移能力。在200mA...
【用户成果】兰州理工大学李世友团队JES:电场弛豫界面工程以改善高倍率钒液流电池的电沉积动力学
第一作者:王世慧 通讯作者:李世友 通讯单位:兰州理工大学工作简介钒氧化还原液流电池(VRFB)被认为是最有前景的大规模储能技术之一。然而,它的广泛应用一直受到电极上 V3+/V2+动力学迟缓的限制。本文开发了一种界面工程策略,将电场松弛与原位催化剂沉积协同结合,以实现电场松弛调控,在石墨毡上均匀分布活性位点的电极表现出高效的电催化活性,同时抑制了析氢副反应。通过这一策略,构建了稳定且高活性的电极/电解液界面,为高性能电极的工程设计和VRFB系统的大规模应用提供了一种可扩展的方法。 感谢兰州理工大学李世友(第一作者:王世慧)供稿!本文所用 一体化液流单电池测试系统(YTH-1)  由武汉之升新能源有限公司提供《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景VRFB中电池堆的高成本仍然是限制其在储能市场大规模部署的核心瓶颈。针对电极的各种改性策略也已经进行了探索,包括掺杂异质原子如氮和磷、负载碳基材料如碳纳米管和石墨烯。这些策略的目的是引入活性位点并增加比表面积,从而增强钒的电荷转移动力学。特别是,将铋颗粒负载到电极上引起了广泛关注,因为它们具有出色的催化活性、在酸性电解液中的稳定性以及操作简便性。目前,将铋基催化剂引入石墨毡(GF)的方法主要集中在热还原和连续电沉积两大类,但存在反应条件苛刻、能耗高等局限。然而,连续沉积模式容易导致催化剂颗粒在局部聚集,导致基底某些区域覆盖不完整。因此,需要开发一种在电极上负载均匀催化剂的技术方法。核心内容1.电极的SEM和TEM表征图1...
【液流论文】上海交通大学叶强团队JES:铁铬液流电池中薄电极设计的优化:一项包含泵功损失的数值研究
第一作者:王宏达 通讯作者:叶强 通讯单位:上海交通大学 DOI:10.1016/j.est.2026.124060 感谢上海交通大学叶强团队(第一作者:王宏达博士)校稿!工作简介本研究开发并验证了一个二维模型用于评估铁铬液流电池(ICFB)的性能,重点在于优化薄电极设计以及电压效率与泵送功率之间的权衡关系。该模型揭示了电极厚度与系统性能之间存在非单调关系:采用厚度为0.5mm的电极可最优地平衡活化损失与欧姆损失。针对这种薄电极设计,本文采用一个包含泵功损失在内的综合效率指标来评估电化学性能与泵功损失的综合影响。当电解液流速为15mL...
【液流论文】大连化物所李先锋团队CRPS:可扩展多孔混合基质膜用于碱性锌铁液流电池
通讯作者:陈冬菊&袁治章 通讯单位:辽宁师范大学&大连化物所 DOI:10.1016/j.xcrp.2026.103498工作简介本文报道了多孔聚醚砜(PES)/二氧化锆混合基质膜的中试规模制备过程,该膜在碱性锌铁液流电池电堆和实验室规模零间隙碱性水电解槽堆中均展现出高效且稳定的性能。所制备的膜在80°C、30wt%...
【用户成果】西安交通大学杨卫卫团队ACS AMI:碘功能化rGO/石墨毡界面协同强化传质与电荷转移动力学用于高功率全钒液流电池
第一作者:苏居文 通讯作者:杨卫卫  屈治国 通讯单位:西安交通大学 合作单位:新加坡国立大学工作简介全钒液流电池(VRFBs)在高电流密度运行时,常受到石墨毡电极润湿性不足、孔内局部传质受限以及界面电荷转移动力学缓慢等因素的共同制约。西安交通大学杨卫卫教授团队联合新加坡国立大学开展研究,提出了一种基于“GO包覆—HI蒸汽处理—温和热稳定”的碘辅助界面调控策略,构筑了含碘的还原氧化石墨烯/石墨毡电极(GF@rGO-V)。HI蒸汽处理使rGO/GF界面呈现更疏松、更易被电解液浸润的结构,并在不破坏三维石墨毡骨架的前提下,提高电化学可接触界面面积、改善局部离子传输条件并降低电荷转移阻力。温度依赖EIS结果进一步表明,正极VO2+/VO2+反应的表观活化能由原始GF上的40.2...
【液流论文】中科大彭章泉团队JPCL:揭示酸性电解质中V4+/V5+的阴离子依赖性氧化还原动力学:基于粉末微电极与间态电荷转移相结合的研究
通讯作者:彭章泉 通讯单位:中国科学技术大学 DOI:10.1021/acs.jpclett.6c01572工作简介本研究采用粉末微电极(PME)技术,系统地探究了在含磷酸(H₃PO₄)和高氯酸(HClO₄)作为添加剂的硫酸(H₂SO₄)中V⁴⁺/V⁵⁺的电化学行为。基于PME技术进行的深入电化学分析表明电化学活性物种为二聚体,其电子转移(ET)动力学可被H₃PO₄加速,但会被HClO₄抑制。将PME测得的塔菲尔曲线与Marcus–Hush–Chidsey(MHC)ET理论进行拟合,结果表明:H₃PO₄能降低重组能并增强电子耦合强度,而HClO₄则呈现相反效应。此外,添加H₃PO₄可产生更低能级的间态电荷转移(IVCT)吸收带及更高的电子耦合矩阵元,表明H₃PO₄不仅降低了二聚体的形成能,还增强了V⁴⁺/V⁵⁺的电子转移动力学。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景传统的电化学方法,如旋转圆盘电极,通常基于具有平坦表面的明确定义的模型电极。在这些模型电极上进行的电化学实验往往无法完全解释实际器件的独特电化学性能。然而,直接测量多孔电极时,由于其结构复杂性以及多孔基质内电子/离子传导和传质引起的非均匀极化效应,往往难以获得可靠的结果。为解决这些挑战,粉末(或腔体)微电极(PME)技术提供了一种有效的解决方案。该方法将极少量粉末限制在微观腔体内。这种构型结合了传统微电极与多孔电极的优势,包括可忽略不计的iR降压、较高的稳态传质速率,同时还能提供较大的反应表面积。此外,由于PME的填充体积较小且深度较浅,其内部电流分布更为均匀。因此,PME可作为评估粉末材料固有电化学行为的理想工具。核心内容图1.在可逆的Fe(CN)₆³⁺/Fe(CN)₆²⁻反应体系中,CB填充型PME的电化学表征结果 基于稳态扩散限制电流分布曲线,原始DME的半径与RDME的凹陷深度可分别计算为12.5μm和24.5μm。这种几何形状对于确保后续PME内的均匀电流分布至关重要。在PME上还可观察到一个定义明确的极限电流平台,约为59.4nA,是DME的两倍。因此,在稳态条件下,PME可视为由外部扩散控制的粗糙表面DME。 CV曲线从低扫描速率(5和50mV...
【液流论文】钒液流电池中钒价态的解码:从经典滴定法到数字图像分析与机器学习
通讯单位:西安西北有色金属地质研究所有限公司 DOI:10.1016/j.jpowsour.2026.241186工作简介本综述全面探讨了钒价态的多种检测方法,包括滴定法、光谱分析法(如紫外–可见光谱法、X射线光谱法、拉曼光谱法等)、电化学技术,以及新兴的结合机器学习(ML)增强型数据融合的数字图像分析(DIA)技术,并重点阐述了这些方法的基本原理、技术特点以及在线监测领域的最新进展。尽管传统的湿化学分析方法可提供基准精度,但该领域正经历一场范式转变,转向依托数字视觉与智能算法实现的无损、实时监测技术。本文对相关技术进行了深入评述:探讨了机器学习如何克服紫外–可见光谱法与电化学阻抗谱中的非线性问题及光谱重叠现象,以及数字图像分析技术如何为工业级应用提供经济高效的可扩展性解决方案。此外,本文还构建了一个用于选择适宜分析策略的综合性技术框架,突出了光学传感技术与数据驱动智能技术的深度融合,并为下一代VRFB电解质分析领域的未来研究方向指明了方向。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景迄今为止,钒价态分析方法已历经三个不同的发展阶段,目前涵盖了四种并行的方法路径(图1)。第一代方法主要包括经典湿化学法,特别是氧化还原滴定法和库仑滴定法;这些方法为离线批量分析建立了基准精度,但操作流程繁琐,且无法用于实时监测。第二代方法涵盖光谱技术(紫外–可见光谱、X射线吸收光谱、拉曼光谱)以及电化学方法(循环伏安法、开路电压法、电化学阻抗谱),这些方法提升了检测灵敏度,实现了原位测量,并提供了部分在线监测能力。第三代方法则整合了三种并行发展的新兴技术:(i)数字图像分析(DIA),利用钒离子的固有颜色;(ii)机器学习(ML),用于光谱解卷积、传感器融合及校准简化;(iii)基于物理性质的方法,通过电解质物理性质与钒价态之间的内在关联,实现了稳健的无损在线监测。图1.钒价态解码方法在四个并行研究方向上的演进历程核心内容1.主要测定方法及研究进展 1.1滴定法图2.VRFB电解质中钒价态定量分析的两种典型滴定方法示意图 本节讨论的主要滴定技术示意图如图2所示,包括:电位滴定装置(图2a)、展示所有钒氧化态及其相应电位跃变的连续电位滴定曲线(图2b),以及库仑滴定池配置(图2c)。 氧化还原滴定是最常用的分支方法。在早期阶段,常使用强氧化滴定剂如重铬酸钾和高锰酸钾,但这些试剂存在毒性较高、操作繁琐等问题。硫酸亚铁铵(FAS,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O)作为一种低毒且高效的还原滴定剂,已逐渐取代传统试剂。 库仑滴定法为在同一分析过程中同时测定多种钒价态提供了一种替代方法。“同时”一词在此指的是在一次连续的电位滴定中对所有存在的价态(V(III)、V(IV)和V(V))进行顺序定量,而非需要为每种价态分别进行滴定。在使用KMnO4作为滴定剂、H₂SO₄–H₃PO₄缓冲介质的典型实验中,电位滴定曲线会呈现多个明显的电位跃变,跃变对应于逐步氧化过程:V(III)→V(IV)首先发生在约0.3V(相对于SCE),随后V(IV)→V(V)则发生在约1.0V(相对于SCE)。相邻等当点之间消耗的滴定剂体积可通过化学计量计算直接得出相应价态的浓度。该方法利用电解产生的滴定剂与目标价态钒发生定量反应,无需制备标准滴定剂,并可减少试剂误差,因此在钒电池电解液的质量控制中展现出良好的适用性。 电位滴定法通过监测滴定过程中体系的电位变化来确定反应终点,有效克服了目视滴定中的主观误差。Leici...
【液流论文】大连理工大学贺高红团队Nano Energy:基于受限型COF功能化高选择性分级多孔膜的质子特异性识别效应用于钒液流电池
第一作者:逄博 通讯作者:贺高红、吴雪梅 通讯单位:大连理工大学 DOI:10.1016/j.nanoen.2026.112302 感谢大连理工大学贺高红团队(第一作者:逄博老师)校稿!工作简介本文通过利用分层多孔基底膜(PBIOH-P,基于聚苯并咪唑)的羟基离子簇,原位生长出一层限域的亚2纳米磺化COF(SCOF)层,该层不仅形成于介观/宏观孔隙内,也分布于亚纳米孔隙表面。限域-SCOF功能化的分层多孔膜(PBITP)展现出质子特异性识别效应,根源在于增强的限域电荷作用,该作用可同时提升分层多孔区域内的静电能与氢键能。与钒离子相比,更低的质子吸附能(-296.96kJ...
【用户成果】山东海化集团ML:锌-锡合金镀层助力锌溴液流电池循环耐久性
第一作者:张倩 通讯作者:刘建路,张行荣,刘杰 通讯单位:山东海化集团,青岛科技大学工作简介锌–溴液流电池(ZBFBs)作为清洁能源的储能系统备受关注。然而,锌沉积不均会导致枝晶生长和循环耐久性差。本文提出了一种有效的电解液设计,实现锡与锌的共沉积,持续暴露锡活性位点。X射线光电子能谱和元素成像分析证实了金属锡被成功嵌入锌沉积层中。锌在锌/锡表面的扩散能垒较低,可避免锌的聚集,从而抑制枝晶生长。同时,聚乙二醇改善的润湿性能有助于提升界面离子传输效率。因此,在120...
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