二相電解質のイオン化学を,耐久性のある高エネルギー亜鉛ブロミン電池に操作する

科学分野:

• 電気化学 電気化学について
• マテリアルサイエンス 材料科学
• エネルギー貯蔵 エネルギー貯蔵

背景:

• 亜鉛ブロミン電池 (ZBBs) は,長期間のエネルギー貯蔵に希望を示しています.
• ポリブロミドクロスオーバーはZBBの性能を制限する.
• 水性有機二相電解質は,ポリブロミドの閉じ込めのための解決策を提供します.

研究 の 目的:

• ZBBsのための二相電解質におけるイオン特異的機能を調査する.
• エレクトロライトの特性と電気化学的行動の相関を理解する.
• ネットワークスケールのアプリケーションのための二相ZBB性能を最適化します.

主な方法:

• イオン操作による溶解環境の体系的な調査.
• 二相均衡と成分分布の分析.
• 新しい電解質添加物によるZBBの電気化学試験.

主要な成果:

• カチオン,特に二価カチオンは,コンポーネントの分布とバランスの制限を力学で大きく影響する.
• 二重機能のズウィテリオンが,ポリブロミドシャトルを効果的に抑制し,亜鉛の堆積を安定させました.
• 最適化された二相ZBBは40.6Wh L−1のエネルギー密度と>1000サイクルを達成しました.

結論:

• 二相カチオンは,二相ZBB電解質の最適なバランスを提供します.
• ズウィテリオンは,電解質の安定性と電極の性能の両方を向上させます.
• 開発された二相ZBBは,グリッド規模のエネルギー貯蔵のための費用対効果の高い ($ 100 kWh-1) ソリューションを提供します.