水溶性レドックスフロー電池用の水溶性ポリエーテルベースのバイオゲンネゴライト

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• ポリマー化学

背景:

• アクアス・レドックス・フロー・バッテリー (ARFB) は,持続可能なエネルギー貯蔵を提供するが,水溶性レドックス・アクティブ・ポリマーの不足によって制限されている.
• 費用対効果の高いスケーラブルなエネルギー貯蔵ソリューションの開発は,再生可能エネルギーの統合に不可欠です.

研究 の 目的:

• ARFB のための新しい水溶性バイオゲンを含むホモポリマーを合成し,特徴づけること.
• 流電池システムにおけるこれらのポリマーの電気化学的性能と安定性を評価する.

主な方法:

• バイオゲン単位を導入するために,ポリ (エピブロモヒドリン) の1段階のポストポリメリゼーション修正.
• 溶解度測定と電気化学的特徴付け (サイクル電圧測定,電荷-放電サイクル)
• 中性pHの水性還元流電池プロトタイプでのポリマーの予備試験.

主要な成果:

• 溶解度0.5Mを超える水溶性ビオゲンを含むポリエーテルを合成した.
• バイオゲン化合物の特徴である安定で可逆的な酸化還元過程が実証されている.
• 幹線干渉なしの予備フローバッテリーテストで20 mA cm−2で4.04 Ah L−1の電力密度を達成した.

結論:

• 開発されたポリエッターは,水性ポリマーリドックスフロー電池の活性材料の重要な進歩を表しています.
• これらの新しいポリマーは 低コストで持続可能なエネルギー貯蔵の可能性を示しています
• この研究は,電気化学的エネルギー貯蔵装置のための機能的なポリマーのライブラリを拡張するのに寄与します.