Aditivos zwitteriónicos blandos y duros para baterías de flujo de halogenuros acuosos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Energía sostenible

Sus antecedentes:

• Las baterías de flujo redox acuoso (RFB) son prometedoras para el almacenamiento de energía de la red.
• Los católitos basados en haluros se enfrentan a desafíos debido a la formación de polihaluros, lo que lleva a la separación de fase, al estado de carga reducido (SoC) y al fallo del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos agentes complejos para el ciclo de haluros homogéneos en RFB acuosos.
• Para superar las limitaciones de la formación de polihaluros y mejorar el rendimiento y la longevidad de la batería.

Principales métodos:

• Diseño y caracterización de las trampas zwitteriónicas blandas y duras (SH-ZIT) como agentes complejos de polihalídeos.
• Ciclo electroquímico de baterías de flujo que utilizan SH-ZIT con catolitos halogenados.
• Investigación del comportamiento de los polihalídeos en varios estados de carga y concentraciones.

Principales resultados:

• SH-ZITs efectivamente polihaluros complejos, lo que permite el ciclo acuoso homogéneo.
• Las baterías de flujo demostraron más de 1.000 ciclos con >99,9% de eficiencia coulombina a 40 mA/cm2 sin descomposición.
• Se logró un funcionamiento estable a temperaturas elevadas y un ciclo homogéneo de hasta 90% SoC para los católitos de bromuro.
• Se demostró una utilización de la capacidad católica ultra alta (> 120 Ah/L a 80% SoC) y la compatibilidad con los ánodos de zinc.

Conclusiones:

• Los SH-ZIT son eficaces en la estabilización de catolitos halogenados para RFB acuosos de alto rendimiento.
• Esta tecnología mejora significativamente la capacidad de almacenamiento de energía y la vida útil del ciclo.
• Los SH-ZIT abren nuevas vías para explorar regímenes avanzados de polihaluros en aplicaciones de almacenamiento de energía.