MOF衍生的,硫,和铜联合合的石墨用于高效的氧化还原流电池电极
Xinsheng Cheng1, Zhihao Wang1, Ligang Xia2
1Shanghai Key Laboratory of Materials Protection and Advanced Materials in Electric Power, Shanghai Engineering Research Center of Energy-Saving in Heat Exchange Systems, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China; College of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University of Electric Power, No.2588 Changyang Road, Shanghai 200090, China.
Journal of colloid and interface science
|February 11, 2025
概括
金属有机框架可以为氧化还原流电池创建增强的石墨电极. 这种MOF衍生的联合兴奋剂提高了能源效率和稳定性,克服了原始电极带来的挑战.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 纯石墨 (GF) 电极对氧化还原配对的电催化活性较低,限制了氧化还原流电池 (VRFB) 的性能.
- 开发高效和稳定的电极对于推进VRFB技术至关重要.
研究的目的:
- 使用金属有机框架 (MOFs) 增强VRFB的GF电极的电催化活性.
- 为了研究金属 (Cu,Co) 和非金属 (N,S) 联合兴奋剂对电极性能的协同效应.
主要方法:
- 含有Cu,Co,N和S的MOF被用作合成金属和非金属GF电极的前体.
- 电化学性能使用循环电压测量和静电电荷-放电循环进行评估.
- 密度函数理论 (DFT) 用于阐明催化机制.
主要成果:
- 与原始GF相比,N,S/Cu,Co@GF电极显示出显著增强的水友性,电化学反应性和可逆性.
- 带有修改电极的VRFB在200 mA/cm2时实现了76.2%的能效,比原始GF提高了10.9%.
- 高能效率 (65.7%) 保持在300 mA/cm2,并且在350个循环中观察到优异的长期稳定性.
结论:
- 由MOF衍生的金属和非金属共是开发高性能VRFB电极的有效策略.
- 协同兴奋剂的协同效应增强了催化活性和电池性能.
- 这种方法为提高氧化还原流电池的效率和耐用性提供了一个有希望的途径.


