Fe/Cr液流电池用PAN基石墨毡电极改性研究

采用SEM、FTIR检测手段研究石墨毡于550℃在空气中氧化后纤维表面形貌以及官能团含量的变化。结果表明:550℃氧化处理5 h的石墨毡,比表面积显著增大,表面的-COOH和-OH官能团数目增多。处理后的石墨毡组装成电池后,于60 m A/cm2充放电电流密度下进行充放电测试,电池的性能明显提高,平均电流效率达到94.60%,平均电压效率达到85.36%,平均能量效率达到80.75%,多次充放电测试表明,循环性能稳定;I-V测试表明,电池的充放电内阻明显降低。

Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨电极上的氧化还原动力学研究

为明晰电极对铁铬液流电池电极反应的影响因素,利用循环伏安、极化曲线和交流阻抗方法研究Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨电极上的氧化还原动力学,计算出其电极反应动力学参数:扩散系数Do=7.98×10^-6 cm^2/s;反应速率常数k°=9.15×10^-4cm/s;交换电流密度Jo=2.7×10^-3 A/cm^2.结果 表明,Fe(Ⅱ)-Cr(Ⅲ)电解液在石墨上的电极反应主要受扩散控制;电极材料会使Fe^2+/Fe^3+离子电对的电极反应速率产生数量级上的差距;在实现大电流密度过程中,铁铬体系对电极材料的要求有别于全钒体系.

H_2-Fe^(3+)/Fe^(2+)氧化还原液流电池初步研究

提出一种新型氧化还原液流电池:H2-Fe3+/Fe2+氧化还原液流电池。系统研究了Fe3+/Fe2+电对于未处理与热处理聚丙烯腈基石墨毡上的电化学性能及两种石墨毡组装电池充放电性能。实验结果表明:经热处理之后,石墨毡电化学反应活性面积变大,Fe3+/Fe2+电荷传递阻抗降低,从而降低了电池极化。以热处理石墨毡为电池正极,碳纸为负极组成电池,在50 m A/cm2充放电时,电压效率为87.43%,与用未处理石墨毡组装电池相比,电压效率提高11.82%,内阻降低50%。

多重氧化的石墨毡作为Zn/Fe液流电池电极

首次通过多重氧化的方法对石墨毡进行改性,并应用在Zn/Fe液流电池中.利用KMnO_4和混酸(V_(硫酸)∶V_(磷酸)=9∶1)在石墨毡表面发生氧化反应后,并用H_2O_2处理石墨毡.利用IR和SEM对所处理的石墨毡官能团结构和表面形貌进行分析,并研究不同温度下处理的石墨毡电极对电化学性能影响.结果表明:水浴50°C下处理的石墨毡作为Zn/Fe RFB的电极时,充放电容量最大,氧化峰和还原峰最大;水浴90°C处理的石墨毡作为Zn/Fe RFB的电极时,其库伦效率最高,其电压效率、库伦效率和能量效率分别达到84%、82%和62%.

铁铬液流电池专利技术分析

从专利角度梳理了铁铬液流电池专利申请趋势、技术输出国和目标市场分布、主要申请人、发明人、技术改进热点分布以及关键材料研究进展。结果表明,近年来全球铁铬液流电池相关专利申请量保持稳定增长,中国申请量近五年增长迅速。中国、日本和美国是主要的专利技术输出国和目标市场,全球主要申请人、近五年活跃申请人和发明人也主要集中在上述国家,其中住友电气株式会社和中国科学院大连化学物理研究所相关专利申请量最大。电极材料、电解液和离子交换膜这些关键材料是技术改进的热点。电极材料方面,主要改进技术手段包括碳基材料的优选,对碳基材料采用氧化法、表面催化剂法进行表面修饰改性,或者开发新型电极材料;电解液方面,主要通过电解液体系的优化,在电解液中加入添加剂,或者将铬离子与络合剂形成络合物进行技术改进;离子交换膜的改进,则主要通过特定结构树脂的选择,在树脂中加入添加剂,采用多层复合结构膜或者优化制备方法实现。

铁-铬液流电池电解液研究进展

铁-铬氧化还原液流电池是一种低成本、长寿命、适用于大规模长时储能的电化学储能技术。其电解液反应活性物质为Fe^(2+)/Fe^(3+)和Cr^(2+)/Cr^(3+)电对,通常采用盐酸作为支持电解质。电解液作为反应物质的载体,是整个储能系统的容量单元和重要组成部分,电解液的性能决定了储能系统运行的寿命、稳定性以及成本。从铁-铬液流电池电解液的理化性能研究与优化、析氢的缓解技术和容量恢复技术等方面对铁-铬液流电池电解液的研究进展进行了概括和总结,并对后续研究方向进行了思考和展望。

联吡啶铁(Ⅱ)在氧化还原液流电池中的应用研究

以联吡啶铁(Ⅱ)作为电池的活性物质,寻找合适的支持电解质和有机溶剂,并考察液流电池中有机体系的电化学性能。根据电导率和循环伏安数据,以对甲苯磺酸为支持电解质,无水乙醇为溶剂的有机体系,组装静态电池进行充放电。结果表明:液流电池的电化学窗口可达2.3V。且在1mA恒流充电,0.5mA恒流放电的条件下,联吡啶铁的浓度为0.02mol/L,对甲苯磺酸为0.5mol/L时,液流电池的能量效率为33.05%。