Un protocollo per la costruzione di una batteria di flusso di piombo solubile con una durata della vita estesa, in cui sodio acetato è fornito nell'elettrolita metansulfonico come additivo, è presentato.
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Articolo metodologico
Estendere la durata delle batterie di flusso dei Lead solubile con un additivo di acetato di sodio
In questo articolo
Sommario
Abstract
In questo rapporto, presentiamo un metodo per la costruzione di una batteria di flusso di piombo solubile (SLFB) con un lungo ciclo di vita. Fornendo un'adeguata quantità di acetato di sodio (NaOAc) all'elettrolita, un prolungamento della vita di ciclo di oltre il 50% è dimostrata per SLFBs tramite esperimenti a lungo termine di carica/Scarica galvanostatici. Una qualità superiore del PbO2 electrodeposit presso l'elettrodo positivo è quantitativamente convalidata per elettrolita aggiunto NaOAc gettando misurazioni indice (TI). Immagini acquisite da microscopia elettronica (SEM) presentano anche più integrato PbO2 morfologia superficiale quando il SLFB è operato con l'elettrolito NaOAc-aggiunto. Questo lavoro indica che modifica di elettrolita può essere un itinerario plausibile per abilitare economicamente SLFBs per accumulo di energia su larga scala.
Introduzione
Vento e fonti rinnovabili tra cui solare sono state sviluppate per decenni, ma la loro natura intermittente pone grandi sfide. Per una griglia di potere futuro con fonti di energia rinnovabili integrate, stabilizzazione di griglia e livellamento del carico sono fondamentali e possono essere raggiunti integrando immagazzinamento dell'energia. Batterie di flusso redox (RFBs) sono una delle opzioni promettenti per stoccaggio di energia di griglia-scala. RFBs tradizionali contengono membrane iono-selettivi che separa l'anolyte e catolita; ad esempio, la RFB tutti-vanadio ha dimostrato di operare con alta efficienza e un lungo ciclo vita1,
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Protocollo
1. costruzione di una cella di Beaker SLFB con un additivo di acetato di sodio
Nota: Questa sezione descrive la procedura per costruire una cella di Becher SLFB con un additivo per esperimento a lungo termine in bicicletta. Il protocollo prevede la preparazione di elettroliti con e senza additivo, il pretrattamento dell'elettrodo, gruppo della cella e calcoli di efficienza.
-
Preparazione di piombo methanesulfonate (1 L, 1 M come esempio)
- In cappa, aggiungere 274,6 g di Acido metansulfonico (MSA, 70%) in un becher mescolando con un'ancoretta. Sciogliere il MSA con 300 mL di acqua deionizzata (DI). ....
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Risultati
Per estendere il ciclo di vita di SLFBs, NaOAc è fornito come un elettrolita additivo. Prestazioni di SLFBs con e senza NaOAc additivo di ciclismo sono esaminati in parallelo, e risultati sono mostrati in Figura 3. Per un più facile confronto quantitativo di ciclo di vita, definiamo la "morte" di un SLFB come quando suo CE è inferiore a 80% sotto continuo ciclazioni carica/scarica. Figura 3a e 3b mostrano che cir.......
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Discussione
Questo articolo descrive un metodo economico per prolungare la durata del ciclo di SLFBs: impiegando NaOAc agente come elettrolito additivo. Una serie di elettrodi di grafite fresco e piastre del nichel sono pre-elaborato come citato nel passaggio 1 prima di esperimenti a lungo termine in bicicletta. Perché un'incoerenza tra gli elettrodi di carbonio commerciali potrebbe causare deviazioni di prestazioni della SLFBs, il pretrattamento chimico/fisiche in passo 1.4 è fondamentale per rimuovere residui di superficie. La sec.......
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Dichiarazioni
Non abbiamo nulla di divulgare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal Ministero della scienza e della tecnologia, r.o.c., sotto il numero finanziamento di NSC 102-2221-E-002 - 146-, la maggior parte delle 103-2221-E-002 - 233 - e la maggior parte delle 104-2628-E-002-016-MY3.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 70 mm di carta da filtro in cellulosa | Advance | ||
| Autolab | Metrohm | PGSTA302N | |
| BT-Lab | BioLogic | BCS-810 | |
| elettrodo composito di carbonio commerciale | Homy Tech, Taiwan | Densità 1,75 g cm-3 e conducibilità elettrica 330 S cm-1 | |
| Sega diamantata | Buehler | ||
| Acido cloridrico | SHOWA | 0812-0150-000-69SW | 35% |
| ossido di piombo (II) | SHOWA | 1209-0250-000-23SW | 98% |
| Lutropur MSA | BASF | 50707525 | 70% |
| piastra di nichel | Lien Hung Alloy Trading Co., LTD., Taiwan, | 99% | |
| Nitrato di potassio | Scharlab | 28703-95 | 99% |
| Microscopia elettronica a scansione | JEOL | JSM-7800F | a tensione di accelerazione di 15 kV |
| Acetato di sodio | SHOWA | 1922-5250-000-23SW | 98% |
| sistema di purificazione dell'acqua | Barnstead MicroPure | 18.2 M e Omega; e toro; centimetro |
Riferimenti
- Soloveichik, G. L. Flow batteries: current status & trends. Chemical Reviews. 115 (20), 11533-11558 (2015).
- Ravikumar, M. K., Rathod, S., Jaiswal, N., Patil, S., Shukla, A. The renaissance in redox flow batteries. Journal of Solid State Electrochemistry. 21 (9), 2467-2488 (....
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Ristampe e permessi
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