新型电解质优化方法在液流电池中的应用

新型电解质优化方法在液流电池中的应用

氧化还原电池（RFB）可大规模地将间歇式可再生能源集成到电网中。在RFB中，相应电解质分子在惰性电极上进行充放电，通过将电解质溶液储存在单独的外部储存器，可以降低RFB制造及维护成本。考虑成本因素，RFB电解质一般采用氧化还原活性有机分子（ROM），虽然采用常用ROM作为电解质可满足RFB的技术及经济指标，但是在低阳极电位或高阴极电位时电池经常会出现稳定性和循环寿命低的问题。

为解决上述问题，提出了一种新的电解质优化方法，以提高电池稳定性及循环寿命。选择酰基吡啶衍生物作为电解质进行优化。优化结果表明，常用酰基吡啶衍生物满足RFB的技术及经济指标，但这种RFB仍存在循环寿命低的问题，需要对电解质进行改进。

对酰基吡啶衍生物进行建模。首先将酰基吡啶基进行合成，并测量分解速率；然后将每个分子的电子和空间特性联系起来；之后建立数学关系，用数学模型预测新型酰基吡啶衍生物电解质的性能，找到性能最好的酰基吡啶衍生物分子结构；最后预测相应分子合成方法。通过上述方法设计出一种新型电解质。

对采用新型电解质（一种酰基吡啶衍生物）的RFB性能进行研究。研究结果表明：在低阳极电位或高阴极电位时，电池的稳定性和循环寿命得到极大提高，在200次循环后电池仍无容量损失；同时，所提出的电解质优化设计方法可以推广到其它电化学装置的有机分子衍生物的优化设计。

刊名：Journal of The American Chemical Society（英）

刊期：2017年第8期

作者：Christo S.Sevov et al

编译：徐嘉浩