可充电生物质电池用于储存/发电以及同时生产有价值的化学品
Jing Li1, Kaiyue Ji1,2, Boyang Li3
1Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing, 100084, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|June 6, 2023
概括
这项研究引入了一种新的生物质流电池,可以产生电力并产生酸,同时也可以储存电力并产生醇. 这种创新的可充电电池增强了电子经济和经济价值.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 具有双重电力存储和化学品生产能力的可充电电池尚未得到开发.
- 将化学合成集成到电池操作中,有可能改善电子经济和经济价值.
研究的目的:
- 开发和描述一种能够同时产生/储存电力和生产有价值的化学品的新型生物质流电池系统.
- 为了证明使用可充电电池系统生产furoic acid和furfuryl alcohol的可行性.
主要方法:
- 使用-铜 (Rh1 Cu) 单原子合金阳极,配合氧化阴极和基于furfural的阳解体的流电池的制造.
- 评估电池性能,包括开放电路电压 (OCV) 和峰值功率密度.
- 在放电过程中的化学产量 (酸) 和在充电过程中的化学产量 (醇) 的量化.
主要成果:
- 开发的生物质流电池实现了1.29V的开放电路电压 (OCV) 和107mW cm-2.2的峰值功率密度.
- 在放电过程中,已证明生产1公斤酸,电力输出0.78千瓦时.
- 展示了在充电期间每1千瓦时储存电力的0.62公斤furfuryl酒精的产量.
结论:
- 开发的生物质流电池成功地将发电/储能与生产有价值的化学品,酸和醇相结合.
- 该系统为设计具有附加功能的可充电电池提供了一个有希望的途径,提高了可持续性和经济可行性.
- 这些发现为未来研究催化剂-电池混合系统的增值化学合成铺平了道路.
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