氧化還原液流儲能體系用有機電解液研究.pdf

1、本文對氧化還原液流電池的研究熱點和技術(shù)關(guān)鍵進行了較全面的綜述，開展了單一體系和不同配體兩種有機電解液在液流儲能電池中的應(yīng)用研究，并初步探討了有機電解液的電極反應(yīng)機理，主要內(nèi)容如下： 以聯(lián)吡啶鐵（Ⅱ）作為電池的活性物質(zhì)，根據(jù)電導(dǎo)率和循環(huán)伏安數(shù)據(jù)，以對甲苯磺酸為支持電解質(zhì)，無水乙醇為溶劑的有機體系，組裝靜態(tài)電池進行充放電。結(jié)果表明：含0.02mol/L聯(lián)吡啶鐵和0.5mol/L對甲苯磺酸的無水乙醇溶液其電化學(xué)窗口可達2.0V。且在1

2、mA恒流充電，0.5mA恒流放電的條件下，液流電池的能量效率為33.05％。 在不同充放電電流密度下進行電池性能測試，結(jié)果表明，有機電解液不合適進行大電流充放電；采用混合溶劑進行測試，結(jié)果表明，當(dāng)乙腈與無水乙醇的比為1.5：1時，電池具有最高的能量效率，采用混合溶劑，更有利于電池的長期運行。 首次探討了不同配體有機電解液的應(yīng)用，以[Fe（bpy）3]2+/[Fe（bpy）3]3+做為電池正極，F(xiàn)e（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）-TE

3、A做為電池負極，測試了各種電化學(xué)性能。結(jié)果表明：在1mA恒流充電，0.5mA恒流放電的條件下，正負極電解液濃度為0.02mol/L，四甲基氯化銨為0.5mol/L時，其單次充放電電池效率可達到26.72％。并且在20次循環(huán)內(nèi)，其電壓效率，電流效率和能量效率波動幅度不大，基本上保持穩(wěn)定。 比較兩種體系電池性能，單次充放電結(jié)果表明，單一體系能量效率最高可達33.05％，優(yōu)于不同配體有機體系的最高能量效率26.72％，經(jīng)多次循環(huán)結(jié)果表

4、明，針對不同配體體系其電池的穩(wěn)定性更優(yōu)于單一體系，因此從儲能體系長期運行來考慮，采用不同配體有機電解液比較合適。 應(yīng)用循環(huán)伏安，極化曲線及交流阻抗等電化學(xué)方法研究了有機電解液在石墨氈電極上的反應(yīng)機理。循環(huán)伏安分析表明，鐵配位化合物氧化還原電對在有機溶劑中表現(xiàn)出準可逆性。不同開路電位下交流阻抗擬合分析表明，電荷傳遞步驟的電阻最大，因此電化學(xué)反應(yīng)可能是電極反應(yīng)的主要控制步驟，與極化曲線分析結(jié)果相一致。 在釩電池中應(yīng)用有機體系