NB掺杂电极增强铁铬氧化还原液流电池

发布时间：2024-07-15 16:00:39 栏目：生活

导读 中国石油大学(北京)重质油加工国家重点实验室的研究人员在电池技术方面取得了重大进展，这可能会彻底改变能源的存储和利用方式，特别是对于...

中国石油大学(北京)重质油加工国家重点实验室的研究人员在电池技术方面取得了重大进展，这可能会彻底改变能源的存储和利用方式，特别是对于大规模应用而言。在最近发表在《绿色能源与智能交通》杂志上的一篇文章中，由牛迎春和曾森伟领导的团队介绍了一种用于铁铬氧化还原液流电池 (ICRFB) 的新型 NB 掺杂复合电极，该电极在性能和效率方面表现出显著的改进。



铁铬氧化还原液流电池是解决太阳能和风能等可再生能源挑战的关键，这些能源通常存在能源供应不稳定的问题。这些电池为稳定电网和确保稳定的能源供应提供了可行的解决方案。然而，这些电池中使用的传统碳布电极存在电化学反应性差和能源效率低等局限性。

这项突破涉及使用钛复合碳布电极，该电极中掺杂了硼 (B) 和氮 (N)，这些元素可显著提高电池的性能。通过集成 TiB2 催化剂并应用高温煅烧技术，研究人员创建了具有增强物理化学性质的电极，从而提高了电池的反应性和效率。

改性电极的放电容量和能量效率均有显著提高。经过 50 次充电/放电循环后，新电极的放电容量达到 1990.3 mAh，明显高于标准电极的 1155.8 mAh。此外，能量效率保持在 82.7% 左右，与基线相比有显著提高。

这些改进归因于 NB 共掺杂带来的表面积增加和电化学活性增强。掺杂电极为氧化还原反应提供了更多的活性位点，这对于储能过程至关重要。此外，Ti 催化剂的引入进一步增强了所涉及反应的动力学，从而提供了更快、更高效的能量转移。

这一进展不仅提供了一种更高效的能源储存和利用方式，而且还降低了传统电池材料的成本和环境影响。铁和铬的储量比钒等其他金属更丰富、更便宜，这使得 ICRFB 成为更可持续、更经济的大规模能源储存系统选择。

研究人员认为，这项技术有可能对可再生能源领域产生重大影响，为将可再生能源整合到电网中提供更可靠、更高效的方式。随着进一步的研究和开发，这些掺杂电极可能会使氧化还原液流电池得到更广泛的应用，从而支持向更可持续的能源解决方案过渡。

这一进步代表着电池技术向前迈出的关键一步，有望增强全球储能系统的能力，支持更广泛地采用可再生能源，最终为全球应对气候变化和促进可持续发展的努力做出贡献。