中國儲能網訊:近期,來自韓國科學技術院(KAIST)和浦項科技大學(POSTECH)的一個研究團隊開發了一種可溶性高且十分穩定的活性分子——萘二酰亞胺(NDI)。在液流電池中,它可以被用來代替釩酸鹽。
雖然NDI分子幾乎不溶于水,因此很少被研究,但上述研究小組成功地連接了4種銨的官能團,在水中的溶解度高達1.5M。通過調節這些有機分子的相互作用,研究人員避免了嚴重的副反應,并降低了電子轉移過程中自由基形成引起的可循環性。
研究人員表示,“通過修改現有的低溶解度有機活性分子,并將其用作氧化還原液流電池的活性分子,證明了分子設計的原理。我們還證明,在氧化還原反應中,我們可以利用分子間的相互作用來抑制激進分子的化學反應性?!?
此外,研究人員表示,當將最新NDI溶液用于中性氧化還原液流電池時,在500次循環后,電池依然保持了98%的容量。這意味著每次循環僅0.004%的容量衰減,也就是說,如果電池運行45天,僅會損失2%的容量。
最新研究成果已于近期發表在了《先進材料》雜志上。研究人員還表示,新開發的NDI分子,每個分子可以容納兩個電子,這意味著每使用1M的NDI溶液可以存儲2M的電子。
相較之下,用于釩氧化還原液流電池的釩,需要高濃度的硫酸溶液,其溶解度約為1.6M,每個分子只能容納一個電子,這意味著它總共可以存儲1.6M的電子。因此,與現有的釩器件相比,新開發的NDI活性分子具有更高的存儲容量。
研究人員說,“如果它以后被用于水氧化還原液流電池,連同它的高能量密度和高溶解度,它還將具有可用于中性pH電解質的優勢?!?
“釩氧化還原液流電池目前使用酸性溶液,會導致腐蝕,我們希望我們的分子能解決這個問題。由于現有的鋰離子儲能系統(ESS)是易燃的,我們必須開發更安全、更便宜的下一代ESS,我們的研究在解決這一問題方面表現出了很大的希望?!彼麄冄a充道。