導讀:美國科學家聲稱已經展示出一種廉價、長壽命、安全和環保的氧化還原流電池。由于功能電解質添加劑、pH值和高溫的用途,該裝置的庫倫效率達到了97．9%。

南加州大學(USC)多恩西弗文學、藝術和科學學院的研究人員展示了一種用于可再生能源儲能的新型全鐵氧化還原流電池,他們聲稱這種電池價格低廉、安全、環保,而且壽命長。

研究中提出了改進的庫侖效率全鐵的鐵電極氧化還原流體電池,發表在《電化學學會的設備據說了庫侖效率——電荷的比例提取對電荷放在一個周期的97．9%,由于功能電解液添加劑,pH值和溫度升高。

研究人員認為這種效率水平是鐵電極充放電的最好記錄之一。USC小組說:“電沉積鐵的庫侖效率在所有電流密度值下都隨著pH值的新增而提高,抗壞血酸在決定庫侖效率方面起著重要用途。”

研究人員聲稱已經解決了電池充電過程中在鐵電極上的氫寄生進化問題,這種問題導致氧化還原流電池的性能急劇下降,并在具有酸性電解質的設備中發生顯著的副反應。研究人員說:“氫氣的生成通過快速改變系統中電解質的組成來影響氧化還原流電池的反復循環。”

據說,添加到電解液中的抗壞血酸的吸附抑制了零pH下的析氫,提高了電極表面附近的pH值,提高了鐵電沉積的庫侖效率。抗壞血酸被用作電鍍鐵的電解液添加劑,以最大限度地減少鐵的空氣氧化——它阻止了氫生成動力學——與ph值的新增結合。電解液溶液由氯化鐵和氯化銨開發。“雖然這兩種化合物各自為人熟知,但這是首次將它們結合在一起,以證明它們具有大規模儲存能量的潛力,”南加州大學的研究小組說。

學者們認為,假如另一種金屬,比如不完全環保的鎘,與鐵共沉積,變得不相容,氫的生成可能會進一步受到抑制。該小組表示:“這將確保第二金屬始終停留在表面,不會擴散到鐵電極的大部分。通過停留在表面上,第二金屬將繼續供應抑制氫氣的生成在整個過程的電沉積。”

研究人員發現電池效率隨著設備運行溫度的升高而提高。科學家們說:“我們觀察到,在60攝氏度時庫倫效率為97．9%,而在25攝氏度時為91．8%。”

研究人員表示:“通過這項研究獲得的基本見識以及庫侖效率的提高,我們相信基于氯化鐵的全鐵氧化還原液流電池將繼續為大規模電能儲能供應有吸引力的途徑,作者認為未來將受益于實現100%庫侖效率的方法的研究。”