新型電解質優化方法在液流電池中的應用

新型電解質優化方法在液流電池中的應用

氧化還原電池（RFB）可大規模地將間歇式可再生能源集成到電網中。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的技術及經濟指標，但是在低陽極電位或高陰極電位時電池經常會出現穩定性和循環壽命低的問題。

為解決上述問題，提出了一種新的電解質優化方法，以提高電池穩定性及循環壽命。選擇酰基吡啶衍生物作為電解質進行優化。優化結果表明，常用酰基吡啶衍生物滿足RFB的技術及經濟指標，但這種RFB仍存在循環壽命低的問題，需要對電解質進行改進。

對酰基吡啶衍生物進行建模。首先將酰基吡啶基進行合成，并測量分解速率；然后將每個分子的電子和空間特性聯系起來；之后建立數學關系，用數學模型預測新型酰基吡啶衍生物電解質的性能，找到性能最好的酰基吡啶衍生物分子結構；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，電池的穩定性和循環壽命得到極大提高，在200次循環后電池仍無容量損失；同時，所提出的電解質優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