三室聚硫化物/化物基础的氧化流电池,可提高库伦比效率
Chao Deng1, Xiaoxin Li1, Mustafa Kemal Bayazit2,3
1Shanghai Key Laboratory of Hydrogen Science & Center of Hydrogen Science, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P. R. China.
一个新的三室设计通过管理氧化离子交叉来显著提高聚硫化/流电池效率. 这一创新提高了Coulombic的效率,为更好的大型能源存储解决方案提供了更好的解决方案.
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:
- 聚硫化/化流电池 (PSIFBs) 在电网规模储能方面表现有前景.
- 在PSIFB中,低库伦比效率是由氧离子交叉和随后的I3-不成比例引起的.
- 有效管理离子运输对于提高PSIFB性能至关重要.
研究的目的:
- 为PSIFB开发一种新的反应器架构,以减轻氧化离子交叉.
- 提高科伦比亚PSIFB的效率和整体绩效.
- 为了研究中间室对离子传输和电池性能的影响.
主要方法:
- 一个三室反应堆的建造,其中一个中心的Na2SO4溶液室位于阴离子交换膜之间.
- 在高度电解质条件下 (4M NaI和3M Na2S2) 实验测试三室PSIFB.
- 有限元素分析 (FEA) 用于模拟和量化双室与三室配置中的氧化离子流量.
主要成果:
- 三室式设计使得氧化离子度在石中降低了97.3%.
- 与双室系统相比,FEA证实三室配置中的氧化离子流向波索利特显著较低.
- 库伦比效率从双室结构的78%提高到三室结构的91%.
- 在75%的充电状态下保持了20.05Wh L-1的竞争力能量密度.
结论:
- 三室反应堆有效地管理氧化离子交叉,这是PSIFB的一个关键限制.
- 这种建筑创新大大提高了库伦比克的效率,并保持了高能量密度.
- 这些发现为推进大规模可再生能源储存的PSIFB技术提供了一个可行的战略.
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