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4月5日，記者從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所李瑛研究員與唐奡研究員團隊，在新型低成本鐵基液流電池儲能技術(shù)研究領(lǐng)域取得新進展。研究人員以鐵負極氧化還原反應(yīng)可逆性為切入點，通過電極界面缺陷設(shè)計和極性溶劑調(diào)控，成功實現(xiàn)了充放電過程中鐵單質(zhì)在電極纖維表面的均勻沉積和溶解。
研發(fā)低成本液流電池新體系新技術(shù)，是突破現(xiàn)階段液流電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸的有效途徑。在諸多新型儲能技術(shù)路線中，以全釩液流電池為代表的液流電池儲能技術(shù)，因其本質(zhì)安全、可靈活部署，已成為長時儲能技術(shù)中的首選電化學(xué)儲能技術(shù)路線。研究人員介紹，他們通過在電極界面進行金屬刻蝕處理，使得電極纖維表面富含缺陷結(jié)構(gòu)，有效調(diào)控了Fe2+離子在電極界面的沉積反應(yīng)成核特性，促進了鐵沉積反應(yīng)均一性及氧化還原反應(yīng)動力學(xué)，并利用理論計算和仿真分析揭示了Fe2+在碳缺陷處的雜化作用增強機制及鐵沉積過程演化規(guī)律。研究結(jié)果證明，電極界面優(yōu)化設(shè)計可有效提升鐵負極性能，為實現(xiàn)全鐵液流電池高效穩(wěn)定運行提供了新途徑。
此外，研究人員通過在溶液中引入極性溶劑，利用極性分子與氫鍵的相互作用，成功弱化了溶液的水合氫鍵網(wǎng)絡(luò)，將電解液凝固點有效降低到零下20攝氏度以下，且協(xié)同提升了鐵負極電化學(xué)可逆性，首次實現(xiàn)了全電池在零下20攝氏度的低溫條件下穩(wěn)定運行100小時。據(jù)悉，該研究結(jié)果為寬溫域全鐵液流電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用推廣奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。