Permitir una batería de flujo de zinc-yodo robusta y de larga vida mediante la estabilización del ánodo de zinc en un...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• El almacenamiento de energía a escala de red requiere soluciones seguras y de bajo costo como las baterías de flujo de zinc y yodo (ZIFB).
• La aplicación práctica de ZIFB está limitada por la precipitación de yodo sólido y el crecimiento de dendrito de zinc.
• Los electrolitos ricos en haluros resuelven los problemas de yodo, pero persiste la inestabilidad del ánodo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una solución integral para la inestabilidad del ánodo ZIFB.
• Mejorar la durabilidad y la practicidad de las baterías de flujo de zinc y yodo.

Principales métodos:

• Introducción del sulfato de glucosamina (GS) como aditivo de doble función en un electrolito rico en haluros.
• Investigación del efecto de GS en la estructura de solvación de Zn2+ y la adsorción de la superficie del ánodo.
• Prueba del rendimiento del ZIFB con un ánodo y una anolita de zinc de exceso cero.

Principales resultados:

• GS reconfigura la solvación de Zn2+, acelerando la cinética de la deposición.
• GS forma una capa pobre en agua en el ánodo, inhibiendo las reacciones laterales y promoviendo la deposición uniforme de Zn (002).
• El ZIFB demostró más de 500 ciclos a 40 mA cm-2 y 30 mAh cm-2, con una capacidad de chapa acumulada de 15 Ah cm-2, una eficiencia de Coulomb del 99,6% y una eficiencia energética del 81,9%.

Conclusiones:

• El sulfato de glucosamina estabiliza eficazmente el ánodo de zinc en las ZIFB.
• Esta estrategia de ingeniería de electrolitos mejora significativamente la durabilidad y el rendimiento de ZIFB.
• Los hallazgos allanan el camino para baterías prácticas de alto flujo energético.