Il Liu Chemistry Lab della Utah State University riporta una strategia che aumenta la capacità della batteria del flusso redox organico acquoso, sicurezza e prestazioni con una semplice modifica del design. La svolta del design migliora le capacità di accumulo di energia per l'energia eolica e solare. Attestazione:Tianbiao Liu
L'energia solare ed eolica sono ampiamente considerate sostenibili, alternative ecocompatibili ai combustibili fossili, ma ognuno è disponibile solo in modo intermittente. Entrambe le soluzioni richiedono prezzi accessibili, tecnologie di accumulo di energia ad alte prestazioni da considerare per una diffusa, uso affidabile.
Batterie acquose organiche a flusso redox, noti come "AORFB, " offrire una promettente soluzione di accumulo di energia su larga scala, ma hanno ancora dei limiti. In uno studio di ingegneria molecolare pubblicato online il 25 ottobre, 2018, in Joule , I chimici della Utah State University segnalano progressi per affrontare queste limitazioni.
Il ricercatore postdottorato USU Jian Lu e il dottorando Bo Hu, principali autori del documento, con gli studenti laureati Camden DeBruler, Yujing Bi, Yu Zhao, Bing Yuan, Maowei Hu e Wenda Wu e il consigliere di facoltà Tianbiao (Leo) Liu, autore corrispondente, e con i colleghi della Ocean University of China e della Qingdao University of Science and Technology, segnalare una strategia che aumenta la capacità di archiviazione di AORFB, sicurezza e prestazioni con una semplice modifica del design.
La ricerca del team è supportata dall'USU e dall'Utah Science Technology and Research (USTAR) Initiative University Technology Acceleration Grant (UTAG).
"In precedenza abbiamo scoperto che K 4 [Fe(CN) 6 ] è chimicamente stabile in soluzione a pH neutro, ma non in soluzioni alcaline, "dice Liu, professore assistente presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'USU. "Però, la relativa bassa solubilità di K 4 [Fe(CN) 6 ] (0,76 M) è una sfida per le applicazioni con batterie a flusso."
In questo documento, lui dice, il team riporta una semplice sostituzione della formula che migliora significativamente la solubilità del ferrocianuro di potassio, K 4 [Fe(CN) 6 ], sostituendo i cationi potassio (K + ) con più ioni ammonio idrofili (NH 4 + ).
"Il nuovo design (NH 4 ) 4 [Fe(CN) 6 ] poiché un elettrolita catodico può raggiungere un'elevata solubilità di 1,6 M in acqua, il doppio di quello di K 4 [Fe(CN) 6 ]." Dice Lius. "Inoltre, (NH 4 ) 4 [Fe(CN) 6 ], con la sua elevata solubilità, mostra anche una conduttività molto più elevata, che aumenta l'efficienza energetica e le prestazioni energetiche per le batterie a flusso."
I membri della Utah State University Chemistry and Biochemistry's Liu Lab segnalano progressi nella progettazione di batterie sostenibili nella rivista "Joule". La loro ricerca è supportata da una sovvenzione per l'accelerazione della tecnologia dell'Università della Utah Science Technology Research Initiative (USTAR). Credito:Mary-Ann Muffoletto
Inoltre, lui dice, la squadra ha trovato il trasferimento di carica, usando ammonio, è più veloce del potassio, che migliora ulteriormente l'efficienza energetica e le prestazioni energetiche delle batterie. Quando accoppiato con un elettrolita anodo viologeno chiamato (SPr)2V, un processo su cui il team ha recentemente pubblicato, a 24,1 Wh/L (NH 4 ) 4 [Fe(CN) 6 ]/(SPr) 2 La batteria V-flow ha fornito una stabilità ciclistica senza precedenti per 1000 cicli, che rappresenta la batteria di flusso più stabile conosciuta fino ad oggi.
"Questa batteria ha anche fornito un'elevata densità di potenza di 72,5 mW/cm
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." Dice Liu. "Con i suoi materiali a basso costo, questa batteria a flusso ad alte prestazioni è molto interessante per applicazioni pratiche di accumulo di energia."
