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研究概述

鋅-溴液流電池（ZBFBs）作為一種具有高理論能量密度（430 Wh kg^-1）的變革性儲(chǔ)能技術(shù)，受到了廣泛關(guān)注。

然而，其效率和穩(wěn)定性長(zhǎng)期以來(lái)受到威脅，因?yàn)槎噤尻庪x子（Br_2n+1^–）的正活性物質(zhì)在高濃度下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重跨膜滲透。

基于此，2024年10月21日，華南理工大學(xué)梁振興教授/傅志勇教授/萬(wàn)凱在國(guó)際期刊Advanced Energy Materials發(fā)表題為《Homogeneous Complexation Strategy to Manage Bromine for High-Capacity Zinc–Bromine Flow Battery》的研究論文。

在這里，研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型高親水性絡(luò)合劑，N-甲基-N,N-雙(2-羥乙基)-1-丙胺溴化物（PMDA），以有效地控制均相電解液中的溴，實(shí)現(xiàn)了在高運(yùn)行濃度下低溴滲透。

理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PMDA與Br_2n+1^–相互作用并形成更大尺寸的復(fù)合物PMDABr_2n+1。

當(dāng)添加0.40 M PMDA時(shí)，溴在高達(dá)1.20 M的高濃度下保持均相，其滲透性顯著降低了74%。

結(jié)果表明，ZBFB在均相溴電解液中實(shí)現(xiàn)了57.2 Ah L^-1的運(yùn)行容量記錄，具有約90.0%高庫(kù)侖效率和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（每循環(huán)容量保持率為100.0%）。

這項(xiàng)工作提供了一種創(chuàng)新的溴管理策略，以實(shí)現(xiàn)ZBFBs的高容量和優(yōu)異穩(wěn)定性。

圖文解讀

圖1：PMDA與Br_2n+1^?的相互作用導(dǎo)致PMDA分子體積增大

圖2：3.0 M ZnBr₂+2.0 M KBr電解液在不同SOCs下的拉曼光譜

圖3：不同添加劑下ZBFB的電化學(xué)性能

文獻(xiàn)信息

Homogeneous Complexation Strategy to Manage Bromine for High-Capacity Zinc–Bromine Flow Battery,?Advanced Energy Materials,?2024.

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/10/27/c5f392f1e4/

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