科学家研发新型全氯液流电池

2022-03-16 17:47

导读：中美研究小组开发了一种全氯无膜氧化还原液流电池，据称在10mA／c㎡时，其往返能量效率为91％，能量密度为125．7Wh／L。该装置基于氯化钠（NaCl）制成的水电解质，使用氯（Cl2／Cl－）氧化偶联作为正电极的活性材料。

科学家研发新型全氯液流电池

美国马里兰大学和华东理工大学的一组科学家已经制造了一个可逆的氯气氧化还原流动电池，用于固定的能量储存。

该全氯装置具有无膜设计，基于氯化钠（NaCl）制成的水电解质，该电解质使用氯（Cl2／Cl－）氧化偶联作为正电极的活性材料。研究人员表示，Cl2／Cl－的理论容量为755 mAh／g，是目前氧化钒电池（VO2＋／VO2＋，226 mAh／g）的两倍多。此外，由于海水中的丰富来源和大规模生产，氯化钠是最便宜的商品之一。

钒氧化还原液流电池的主要成本之一是用于尽量减少所谓交叉的离子渗透膜。在该小组提出的电池配置中，氯与电解质不相溶，这意味着不需要防止交叉的膜，从而进一步降低了成本。

氯化钠水溶液电解质中的Cl2／Cl－氧化还原反应是在一个同心电池中进行评估的，该电池上涂有多孔的氧化钌和氧化钛（RuO2－TiO2），旨在促进氯的氧化动力学。通过工作电极和电解质被加入四氯化碳（CCl4），一种被称为NaTi2（PO4）3的石墨烯复合材料被用作负极。

该电池在10mA／c㎡时显示出91％的往返能量效率，能量密度为125．7Wh／L，具有很高的电压效率，科学家将其归因于快速的反应动力学和无膜配置。根据学者们的说法，这些数值代表了过去10年中液流电池系统的最佳性能。

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