Manipulación de la química iónica en electrolitos bifásicos hacia baterías duraderas de zinc-bromo de alta energía

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Almacenamiento de energía Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías de zinc-bromo (ZBB) son prometedoras para el almacenamiento de energía de larga duración.
• El cruce de polibromuro limita el rendimiento de ZBB.
• Los electrolitos bifásicos acuosos-orgánicos ofrecen una solución para el confinamiento del polibromuro.

Objetivo del estudio:

• Investigar las funciones específicas de iones en electrolitos bifásicos para ZBBs.
• Comprender la correlación entre las propiedades de los electrolitos y el comportamiento electroquímico.
• Optimizar el rendimiento de ZBB bifásico para aplicaciones a escala de red.

Principales métodos:

• Investigación sistemática de entornos de solvación manipulados por iones.
• Análisis del equilibrio bifásico y distribución de los componentes.
• Pruebas electroquímicas de ZBB con nuevos aditivos de electrolitos.

Principales resultados:

• Los cationes, particularmente los divalentes, influyen significativamente en la distribución de los componentes y el confinamiento del equilibrio con la cinética.
• Un zwitterion de doble función suprimió efectivamente el transporte de polibromuro y estabilizó la deposición de zinc.
• Los ZBB bifásicos optimizados lograron una densidad de energía de 40,6 Wh L-1 y >1000 ciclos.

Conclusiones:

• Los cationes divalentes ofrecen un equilibrio óptimo para los electrolitos bifásicos ZBB.
• Los zwitteriones mejoran tanto la estabilidad del electrolito como el rendimiento del electrodo.
• Los ZBB bifásicos desarrollados presentan una solución rentable ($ 100 kWh-1) para el almacenamiento de energía a escala de red.