新闻资讯
第一作者:王少晋
通讯作者:熊斌宇
通讯单位:武汉理工大学&武汉大学成果简介全钒液流电池(VRB)具有大规模储能的前景,但其长期性能往往受到离子迁移和自放电引起的电解质体积失衡的影响。现有的流量控制策略主要侧重于提高系统效率,但往往以牺牲容量保持率和系统稳定性为代价。在这项工作中,作者团队提出了一种新的流量控制策略,该策略集成了不对称和可变流量控制策略,以动态抵消循环过程中的电解液迁移。这种不对称变流量(AVF)策略基于达西定律的高保真VRB模型,该模型通过结合粘度、流量和电解液迁移体积的影响来表征电解液体积的变化。通过该模型,建立了电荷状态与电解液粘度之间的直接联系。然后,作者团队使用启发式方法制定并求解约束优化问题,以实现自适应流量调节。实验验证表明,所提出的AVF控制策略在显著减少电解液迁移、提高放电容量和减缓容量退化方面优于现有策略,为提高VRB寿命和效率提供了一条实用途径。
相关成果以“Asymmetric...
第一作者:吴明晓
通讯作者:田忠贞
通讯单位:内蒙古科技大学成果简介紫精化合物是水系有机氧化还原液流电池(AORFBs)领域的潜力候选材料,但在氧气存在时易发生加速降解。本研究,内蒙古科技大学田忠贞团队设计了一种水溶性异丙基紫精(Ipr-Pyr),利用空间位阻效应抵御OH–的亲核攻击,从而降低氧气影响。在氮气环境下,Ipr-Pyr/K4Fe(CN)6电池稳定运行100次循环,平均库仑效率(CE)达90.5%,电压效率(VE)为69.2%,能量效率(EE)为62.9%。单次循环容量衰减率仅为0.114%。而且,当循环次数达到30次时,Et-Pyr/K4Fe(CN)6电池容量仍保持在约0.2mAh。实验结果表明空间位阻效应在降低AORFBs中氧气影响方面具有明显优势。
相关成果以“Steric...
第一作者:黄泽波博士
通讯作者:谢兴博士、伍建军教授
通讯单位:桂林电子科技大学成果简介流场是钒液流电池(VRFB)的重要组成部分,其合理的尺寸对电池的性能有着重要的影响。因此,本工作创新性地研究了在保持横截面积不变的情况下均匀改变流道的宽度和深度对电池性能的影响。该研究考察了不同几何形状对电解质流动均匀性、浓度梯度和肋下对流的影响。结果表明,当通道宽度为1.2mm,对角线为1.46mm时,电池性能最佳,泵浦功率最低,基于功率的电压效率最高。在电流密度为80mAcm-2、流速为120mLmin-1和180mLmin-1的情况下,电压效率最高达到91.53%和92.34%。此外,本工作提出了一个结合几何参数和性能指标的经验公式,以描述性能变化的内在原因。该公式可以预测和优化流场设计,并通过实验数据验证了其有效性。该研究为VRFB流场结构优化提供了理论参考。
相关研究成果以“Enhancing...
第一作者:Faheem Mushtaq&项琰
通讯作者:Walid A. Daoud
通讯单位:香港城市大学成果简介本文,香港城市大学Walid A. Daoud团队通过等离子体处理和钴辅助蚀刻技术制备缺陷改性石墨毡(Dm-TGF)阳极用于锡–碘液流电池(ARFB)。引入的碳缺陷降低了锡成核能垒,使电场分布更加均匀,并促进锡在纳米孔内的沉积,从而实现无枝晶、高可逆性的充放电过程,同时抑制析氢反应。实验表明Sn-I电池在15...
第一作者:班涛
通讯作者:朱秀玲
通讯单位:大连理工大学成果简介芳香族聚合物膜因其成本效益和优异的机械性能,在钒液流电池领域展现出商业潜力,但其离子选择性不足和化学稳定性欠佳阻碍了实际应用。大连理工大学朱秀玲教授团队通过将含氟聚(芳基吡啶)混入磺化的三碟烯支化聚(芳基靛红),成功构建了两性离子膜(SPTIP/PFNP-x),实现了两者互补优势的协同整合。研究表明,磺酸基团与吡啶鎓基团间的阳离子–阴离子相互作用形成致密氢键网络,而三碟烯立体结构则扩展了聚合物链自由体积。这种双重优化机制实现了高效的电荷平衡离子传输。同时,离子交联结构结合质子化吡啶鎓产生的唐南效应有效抑制了钒离子渗透,从而获得卓越的离子选择性。此外,三碟烯支化结构与两性离子相互作用形成的双重交联,配合化学稳定的无醚主链及吡啶鎓离子基团,赋予膜材料增强的机械与化学稳定性。优化后的膜使钒液电池在200...
第一作者:王少鹏&张旭日
通讯作者:何刚&范新会&刘旭
通讯单位:西安交通大学&西安工业大学成果简介中性水性有机氧化还原液流电池(Aqueous...
第一作者:刘希阳
通讯作者:张亚萍&李劲超
通讯单位:西南科技大学成果简介开发高性能膜材料对推动钒液流电池(VFB)商业化具有关键作用。尽管聚苯并咪唑膜具备多重优势特性,但在VFB中的实际应用仍受限于离子传导率不足以及离子传导率与选择性之间的权衡效应。本研究,西南科技大学张亚萍团队通过分子结构调控与非溶剂诱导相分离策略相结合,成功制备出多孔支化聚苯并咪唑(PBPBI)膜。PBPBI膜可实现高离子传导率和选择性,明显提升了VFB的运行效率。而且,优化后的PBPBI-4膜离子传导率达到36.8...
第一作者:Shangwan Fu
通讯作者:齐涛
通讯单位:中国科学技术大学成果简介得益于Ce4+/Ce3+的高电位优势和TiO2+/Ti3+的高析氢过电位,以及钛、铈资源的丰富性,钛铈液流电池在储能领域备受瞩目。然而,传统碳毡(CF)电极因活性位点有限且亲水性不足,限制了TiO2+/Ti3+的反应动力学。为此,中国科学技术大学齐涛团队开发了基于碳毡的三维氮掺杂碳纳米纤维复合电极(N-CNF/CF)。N-CNF/CF凭借高比表面积的氮掺杂官能团,明显改善了电解液与电极的可及性及电子传递效率,从而提升TiO2+/Ti3+反应动力学并展现出优异的电化学稳定性。密度泛函理论计算表明氮掺杂可调控电子传递过程并增强钛吸附能力。N-CNF/CF组装的电池经过200次循环后平均电压效率和能量效率仍保持在85.9%和84.06%,较传统CF电极有明显提升;而且,平均放电容量也增加14%。此外,在0.75...
DOI: 10.1002/anie.202512613R2
第一作者:赵玉婕&刘旭
通讯作者:何刚
通讯单位:西安交通大学
成果简介
TEMPO(2,2,6,6 – 四甲基哌啶 –...