Catolitos basados en ferroceno estables al aire para mejorar el rendimiento en baterías de flujo redox orgánico...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Energía sostenible

Sus antecedentes:

• Las baterías de flujo redox orgánicas acuosas neutrales en pH ofrecen un almacenamiento de energía sostenible a escala de red.
• La estabilidad católica limitada y la baja capacidad dificultan su avance.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar nuevos derivados del ferroceno decorados con imidazolio como catolitos.
• Desarrollar un catolito estable y de alto rendimiento para baterías de flujo redox orgánicas acuosas con pH neutro.

Principales métodos:

• Síntesis de derivados del ferroceno decorados con imidazolio.
• Ciclos electroquímicos en el aire ambiente y en atmósferas inertes.
• Cálculos teóricos y análisis espectroscópicos (por ejemplo, interacciones de enlace de hidrógeno).
• Construcción y ensayo de una batería de flujo apilada con pH neutro.

Principales resultados:

• Identificó un catolito iónico similar a un líquido con más de 2000 ciclos de estabilidad en el aire.
• Se ha logrado un ciclo de 68 días sin pérdida de capacidad a 0,5 M en una atmósfera inerte.
• Se ha demostrado una batería de flujo apilado de pH neutro con una potencia máxima de 140 W y una retención de capacidad del 95% después de 20.000 ciclos.
• Los grupos de metil imidazolio mejoran la estabilidad a través de la unión de hidrógeno, reduciendo los ataques al ferrocenio.

Conclusiones:

• Se desarrolló un nuevo catolito altamente estable para baterías de flujo redox orgánicas acuosas de pH neutro.
• El nuevo diseño catolítico facilita el montaje de baterías de flujo estable de alta densidad de potencia.
• Este trabajo proporciona una vía para avanzar en soluciones sostenibles de almacenamiento de energía a escala de red.