碱性全铁液流电池具有安全性和低成本,在大规模和长时间储能方面具有巨大潜力。然而,它们的商业应用受到铁络合物分解和配体交叉导致容量衰减问题的阻碍。近日,华中科技大学段将将、Guo Jinhua报道了一种稳定的阳极电解液Fe(TEA-2S),它是在碱性环境中由铁离子和富含磺酸盐的配体(TEA-2S)螯合形成的。
本文要点:
1) 通过巧妙设计配体,铁配合物的结合能增加,配体交叉被抑制,使铁配合物在充放电循环中高度稳定。碱性全铁液流电池与铁(TEA-2S)和典型氰化铁阴极电解液结合,容量衰减率最低(每天0.17%,每次循环0.0014%),在2000次循环中保持接近99.93%的平均库仑效率,在电流密度为80mA cm-2时保持83.5%的高能量效率。
2) 此外,即使在-30°C的极端低温下,Fe(TEA-2S)也表现出高达1.85 M的高溶解度(理论容量高达49.58 Ah L−1)。该工作展示了实现长期和大规模储能的有效途径。
Hua Jiang et.al Highly Stable Alkaline All-Iron Redox Flow Batteries Enabled by Disulfonated Ligands Chelation Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202402227
https://doi.org/10.1002/aenm.202402227