磷和硫团队建立高效氧化还原流体电池

新类的分子仅仅基于主族元素可以在流体电池高效地存储和释放能量,以最小的退化。虽然工作是一个单纯的概念,该领域的研究人员储能的可能性而兴奋不已。这是伟大的…极端的潜力和高稳定性,”说格洛丽亚·德·拉·加尔萨,博士生研究氧化还原流体电池密歇根大学的我们,谁没有参与这项研究。

氧化还原流体电池是一个有吸引力的方式来存储能量间歇性的来源,如太阳能和风能是由于它的简单性和潜力规模起来容易。在流体电池、电化学能量储存在可溶性分子,安置在空间上分开储罐。“顾名思义,流电池是动态的;电化学能量释放一个氧化还原事件(不同)的物种之间的控制流,”主要作者解释道伴侣Bezdek在瑞士苏黎世联邦理工学院。流提供了一个独特的机会独立优化存储的能量和速度的释放”,Bezdek补充道。

然而,大多数技术今天面临的局限性,包括低电压,但主要是依赖稀缺材料和金属钒和腐蚀性化合物如集中硫酸。这就是为什么研究人员探索redox-active有机分子流电池,”De La加尔萨解释道。

现在,研究人员发现一个有机分子,由主族元素,包括磷和硫,可以高效地存储电荷。我们的新系统扩展了电池电压与有机系统实现惊人的高稳定度,“Bezdek说。

团队设计不同terthiophenes -结构与三噻吩杂环化合物联系在一起。我们选择[他们],因为从理论上讲,他们在极端的势,电子商店的Bezdek解释道。然后添加膦氧化物功能强大的电子受体,稳定terthiophenes在带电状态。这工作完全不影响电池电压高,Bezdek说。我们还兴奋…,这个全新的电解质平台[是]合成一个直截了当的方式,”他补充道。这只是几个简单的步骤从商业上可用的试剂。这可能提供机会进一步优化性能和结构修改”,他补充道。

”这是最消极的阳极电解液(电解液阳极一侧的细胞)报道,它存储两个电子,”De La加尔萨说,他从未见过的functionalisation redox-active分子膦氧化物直到现在。“这个突破可以帮助稳定其他系统”,她说。”我想知道有多少其他一般不可逆转的分子可能成为可行的氧化还原流体电池如果functionalised这个(膦氧化物)组。

“新化学带来有价值的知识(对)电化学储能技术,”说安娜Jorge Sobrido液流电池专家在伦敦大学玛丽皇后,和英国的一个委员会成员氧化还原流体电池的网络。通常,有机系统传达电池容量之间的妥协和耐久性。“terthiophenes这似乎并不重要,[这]表现出高存储容量保留在显著负电压和电子存储,”她说。

“没有退化,我们可靠的充电和放电时间越长越好,”Bezdek解释道。测试表明,化合物保留超过98%的库仑效率和91%的初始容量超过46小时的充电和放电。这是一个非常褪色每小时0.15%的容量小,”作者写道。

然而,进一步的研究将需要考虑terthiophenes的溶解度。的溶解度很低比其他redox-active分子,”De La加尔萨说。“这必须增加实现竞争力,”豪尔赫Sobrido补充道。

“这有机分子永远不会接近成本的可行的(商业)技术,”说Cedrik Wiberg的创始人Rivus电池,公司生产基于vanadium-free氧化还原流体电池的解决方案。然而,他认为人员已经做了很好的工作…调查新分子能量存储系统”。

Bezdek承认限制。“尽管我们还没有完全与我们的分子功能流体电池组装,这一事实functionalised terthiophenes电子储存在极端的潜力是一个有前途的概念。他们希望进一步修改结构会增加溶解度,以及能量密度和鲁棒性。我们记住的能量储存技术经济现实规模[,]设计下一代terthiophenes,”他说。