新型電解質優(yōu)化方法在液流電池中的應用

新型電解質優(yōu)化方法在液流電池中的應用

氧化還原電池（RFB）可大規(guī)模地將間歇式可再生能源集成到電網(wǎng)中。在RFB中，相應電解質分子在惰性電極上進行充放電，通過將電解質溶液儲存在單獨的外部儲存器，可以降低RFB制造及維護成本。考慮成本因素，RFB電解質一般采用氧化還原活性有機分子（ROM），雖然采用常用ROM作為電解質可滿足RFB的技術及經(jīng)濟指標，但是在低陽極電位或高陰極電位時電池經(jīng)常會出現(xiàn)穩(wěn)定性和循環(huán)壽命低的問題。

為解決上述問題，提出了一種新的電解質優(yōu)化方法，以提高電池穩(wěn)定性及循環(huán)壽命。選擇酰基吡啶衍生物作為電解質進行優(yōu)化。優(yōu)化結果表明，常用?；拎ぱ苌餄M足RFB的技術及經(jīng)濟指標，但這種RFB仍存在循環(huán)壽命低的問題，需要對電解質進行改進。

對酰基吡啶衍生物進行建模。首先將?；拎せM行合成，并測量分解速率；然后將每個分子的電子和空間特性聯(lián)系起來；之后建立數(shù)學關系，用數(shù)學模型預測新型?；拎ぱ苌镫娊赓|的性能，找到性能最好的?；拎ぱ苌锓肿咏Y構；最后預測相應分子合成方法。通過上述方法設計出一種新型電解質。

對采用新型電解質（一種酰基吡啶衍生物）的RFB性能進行研究。研究結果表明：在低陽極電位或高陰極電位時，電池的穩(wěn)定性和循環(huán)壽命得到極大提高，在200次循環(huán)后電池仍無容量損失；同時，所提出的電解質優(yōu)化設計方法可以推廣到其它電化學裝置的有機分子衍生物的優(yōu)化設計。

刊名：Journal of The American Chemical Society（英）

刊期：2017年第8期

作者：Christo S.Sevov et al

編譯：徐嘉浩