简单的稳定有机化合物促进流体电池能量储存

不稳定的绿色电力供应需要大规模存储维护电网的稳定性。因为标准电池是不利于扩展,使用流电池储存能量的概念在液体中是有吸引力的。

然而,这些电池包括稀有金属和昂贵的。研究人员格罗宁根大学,荷兰,已经建立了一个流电池电解液可能解决这两个问题。报告了他们的发现美国化学学会杂志》上8日^th3月。

液流电池不是很不同于人们日常使用的电池。主要的区别在于,能源保存在两个单独的液体电荷存储的溶解的化学物质。

电力存储(后来出院)通过注入这些流体通过一个电化学的电池,包括膜通过离子交换。这种类型的电池的能量是可伸缩的,只是用更大的存储容器的液体。

昂贵的

近年来,中国部署流电池降低绿色电力生产的矛盾。

大规模存储容量需要间歇性的来源时,如太阳能和风能、电力混合更加突出,因为网格可能会不稳定。中国使用的类型的电池设计,到现在含钒是基于一个解决方案。

埃德温·欧登格罗宁根大学副教授分子无机化学

这种金属是地球上提取只在一些地区。“这意味着不能总是保证供应,它是相当昂贵的,”欧登解释道。

此外,它需要一个特定的膜将两个液体,也增加了成本。这就是为什么欧登的研究团队,随着大学的同事埃因霍温(荷兰)和丹麦技术大学,旨在开发一种新型的流体电池材料。

布拉特激进

我们想要一个对称的电池,坦克包含相同的流体。同时,我们希望它是基于一个有机分子而不是金属。

埃德温·欧登格罗宁根大学副教授分子无机化学

双方的流体电池通常与不同举行液体成分。对称的电池已经被连接分子工程发现两边和灌装容器与随后的杂交分子。

“这种方法的缺点是,只有一个分子的一部分使用。在使用过程中,活性自由基,降低随着时间的推移。这使得稳定问题。”

欧登和他的同事应用不同的方法。他们寻找一个稳定的分子,可以捐赠或接受电子和可能,因此,使用电池的两侧。布拉特最有利的化合物被证明是一个激进,一个双相有机化合物,可以捐赠或接受一个电子在氧化还原反应。

“我们选择本质上也是稳定的分子,”欧登说。

他们验证了化合物在小电化电池。它运作良好,保持稳定在275个充电/放电循环。

“我们需要把这个多达成千上万的周期;然而,我们的实验是一个概念证明。可以做一个对称流电池具有良好的稳定性。”

有机布拉特激进相对比较容易制造,虽然目前没有工业,扩大可以做到的。

不平衡

我们的对称设计的另一个优点是,它不是一个大问题,如果我们的一些化合物穿过膜在使用过程中。这可能导致体积的一个坦克略高但任何不平衡很容易恢复,只要逆转极性。

埃德温·欧登格罗宁根大学副教授分子无机化学

在他们的实验中,研究小组证明这的确作为投影。其他实验项目的对称的电池没有足够稳定来实现所需的周期数来证明这一点。

接下来的一步是开发一个水溶性的布拉特自由基。大多数的细胞发展水性液体水流不贵,不可燃。

”博士生在我集团已经在这工作。”额外的一步是增加布拉特激进的溶解度和稳定性并验证它在更大的规模。

测试的关键是看我们的化合物将商业应用程序的足够稳定。

埃德温·欧登格罗宁根大学副教授分子无机化学

期刊引用:

Steen, j·S。等。(2022)布拉特激进分子为对称的氧化还原流体电池双相材料。欧洲杯足球竞彩美国化学学会杂志》上。doi.org/10.1021/jacs.1c13543。

来源:https://www.rug.nl