Yöntem makalesi

Elektrokimyasal Değerlendirmeleri ve Simetrik Organik Redoks Akış Pil Şarj Diagnostics Devlet için Protokol

DOI:

10.3791/55171

⸱

13 Şubat 2017

 ,  ,  ,  , 
1Joint Center for Energy Storage Research (JCESR), 2Energy & Environment Directorate, Pacific Northwest National Laboratory, 3Earth & Biological Systems Directorate, Pacific Northwest National Laboratory, 4Physical & Computational Sciences Directorate, Pacific Northwest National Laboratory

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu elektrokimyasal bir simetrik sulu olmayan organik redoks akışlı batarya değerlendirmek ve FTIR kullanılarak şarj durumunu teşhis etmek için protokoller mevcut.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Redoks akış piller yenilenebilir enerji teknolojileri elektrik şebekesi ve dağıtım güvenilirliğini artırmak için en umut verici durağan enerji depolama çözümlerinden biri olarak kabul edilmiştir. Birçok akışlı batarya kimyaları arasında, sulu olmayan akış pil için sulu olmayan elektrolitlerin geniş gerilim pencere yüksek enerji yoğunluğu elde etmek için bir potansiyele sahiptir. Ancak, önemli teknik engel şu anda böyle bu sınırlamaları gidermek için bir girişim vb düşük redoks konsantrasyonları, düşük işletme akımları, altında keşfedilmeyi pil durum izleme olarak potansiyellerini tam olarak, göstermek için susuz akış piller sınırlayıcı var, biz son zamanlarda bildirilen bir yüksek derecede çözünür, redoks-aktif organik nitronyl nitroksit kökü bileşiğe göre sulu olmayan akışlı batarya, 2-fenil-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oksil-3-oksit (PTIO). Bu redoks materyali hem anolyt olarak kullanılabilir, bu nedenle, bir ambipolar elektrokimyasal özelliği sergiler veE ve katolit redoks malzemeleri simetrik akış pil kimyasını oluşturmak için. Ayrıca, biz Fourier PTIO akışlı batarya devir esnasında PTIO konsantrasyonlarını ölçmek olabilir kızılötesi (FTIR) spektroskopisi dönüşümü ve elektron spin rezonans (ESR) ölçümleri ile çapraz valide olarak, şarj (SOC) akü durumunun makul doğru algılama sunmak olduğunu göstermiştir . Bu yazıda PTIO simetrik akış pilin elektrokimyasal değerlendirme ve SOC tanı için bir video protokol mevcut. ayrıntılı bir açıklama ile, deneysel tür amaçlar elde etmek rotayı gösterdi. Bu protokol susuz redoks akış pilleri alanında güvenlik ve güvenilirlik konusunda daha fazla ilgi ve anlayış kıvılcım amaçlamaktadır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Redoks dış rezervuarlarda bulunan ve elektrokimyasal reaksiyonların tamamlanması için iç elektrotlara pompalanan sıvı elektrolit Pillerin enerji depolamak akar. depolanan enerji ve güç böylece mükemmel tasarım esnekliği, ölçeklenebilirlik ve modülerlik yol açan ayrılmış olabilir. Bu avantajlar ızgara varlık kullanımı ve verimliliğin artırılması ve enerji esneklik ve güvenliğini geliştirmek, temiz ama aralıklı yenilenebilir enerji entegre etmek için sabit enerji depolama uygulamaları için uygundur akış piller yapmak. 1, 2, 3 Geleneksel sulu akış piller su elektroliz önlemek için çoğunlukla dar gerilim penceresine, sınırlı enerji yoğunluğu muzdarip. 4, 5, 6, 7, 8 Tersine,-AqueAkış piller bazlı lı elektrolitler nedeniyle yaygın yüksek hücre voltajı ve yüksek enerji yoğunluğuna ulaşmak için potansiyeli takip edilmektedir. Bu çalışmalar sırasında 9, 10, akışlı batarya kimyaları çeşitli metal koordinasyon kompleksleri, 11, 12 tüm organik, 13, 14 redoks aktif polimerler, 15 ve lityum hibrid akış sistemleri de dahil olmak üzere, incelenmiştir. 16, 17, 18, 19

Ancak, susuz akış pillerin potansiyel henüz tam olarak bağlı akış pil ilgili şartlar altında sınırlı gösteri önemli teknik darboğaz gösterilmiş olması vardır. Bu darboğaz yakından performans sınırlayıcı bir dizi faktöre ile ilişkilidir. İlk,En elektroaktif malzemelerin az bir çözünürlük sulu olmayan akış hücreleri tarafından düşük enerji yoğunluğu teslim olur. İkinci olarak, sulu-olmayan akış pil oranı yeteneği büyük ölçüde ilgili redoks konsantrasyonlarda yüksek elektrolit viskozite ve direnç ile sınırlıdır. Üçüncü faktör, yüksek performanslı membran olmamasıdır. Nafion ve seramik membranlar susuz elektrolitlerin düşük iyonik iletkenlik gösterir. Gözenekli ayırıcılar nedeniyle nispeten büyük gözenek boyutu önemli kendi kendine deşarj iyi akış hücresi performans göstermiştir, fakat acı var. 14, 20 tipik olarak, anolit ve katolit redoks maddeleri ihtiva eden karma-reaktan elektrolitler (1: 1 oranında), ancak, tipik olarak yarı yarıya etkin redoks konsantrasyonları kurban redoks maddeler geçit, azaltmak için kullanılır. Söz konusu darboğaz Üstesinden 14, 21 mater iyileştirmeler gerektirirIALS keşif, pil kimya tasarımı ve akış hücresi mimarisi pil ilgili bisiklet elde etmek.

Pil durumu izleme, güvenilir operasyonlar için aslında önemli. Off Normal pil performansı ve hatta pil arızası hasara neden olabilir fahiş fiyat, gaz evrimi ve malzeme bozulması da dahil olmak üzere koşulları. Özellikle pil malzemelerinin büyük miktarlarda içeren büyük ölçekli akış piller için, bu faktörlerin ciddi güvenlik sorunlarını ve yatırım kaybına neden olabilir. ücret veya akış pillerin deşarj derinliği açıklayan ücret (SOC) Devlet en önemli pil durumu parametrelerden biridir. Onlar tehdit seviyelere ulaşmadan Zamanında SOC izleme potansiyel riskleri tespit edebilir. Ancak, bu alanda özellikle sulu olmayan akış piller, bugüne kadar altında ele alınması görünüyor. Bu ultraviyole görünür (UV-Vis) spektroskopi ve elektrolit iletkenlik ölçümleri, sulu akış Batte değerlendirilmiştir gibi Spectrophotoscopic yöntemler SOC belirlenmesi için Ry. 22, 23, 24

Son zamanlarda yeni bir ambipolar redoks malzemeye dayanan yeni bir simetrik olmayan sulu akış pil tasarımını getirmiştir, 2-fenil-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oksil-3-oksit (PTIO). 25 Bu akış pil susuz akış pillerin yukarıda belirtilen sorunları ele vaat etmektedir. İlk olarak, PTIO yüksek enerji yoğunluğuna sağlamak için umut verici asetonitril pil çözücü (MeCN) ve çözünürlüğünün yüksek (2.6 M) sahiptir. İkincisi, PTIO orta başlı başına bir simetrik pil kimyası oluşturabilirler şekilde ayrılan ve iki tersinir redoks çiftleri sergiler. Ayrıca FTIR spektrumları bir ayırt PTIO pik ESR sonuçları çapraz valide gibi, SOC belirlenmesini Spektroskopik neden akış hücresi içinde reaksiyona girmemiş PTIO konsantrasyonuyla korele edilebilir olduğunu göstermiştir.lass = "xref"> 26 Burada elektrokimyasal değerlendirmeler ve PTIO simetrik akış pil FTIR tabanlı SOC teşhis için prosedürleri incelemeye yönelik bir protokol mevcut. Bu çalışma, özellikle gerçek dünya ızgara uygulamaları, uzun süreli akış pil işlemleri sırasında güvenliğini ve güvenilirliğini sürdürmek daha anlayış tetiklemek için bekleniyor.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm solüsyon preparasyonlarda siklik voltametri (CV) testleri ve hücre düzeneği ve testler 1 ppm'den daha az su ve O 2 kat bulunan argon doldurulmuş eldivenli kutu içinde yapıldı akış: edin.

PTIO Akış Hücre 1. Elektrokimyasal Değerlendirmeleri

  1. CV Testi
    1. Deiyonize su ile yıkayın, 0.05 um gama alümin tozu ile bir camsı karbon elektrodu cila, gece boyunca oda sıcaklığında vakum altında koymak ve bir eldiven kutusu içine aktarın.
    2. Örneğin, MeCN (5 mL) içinde bir eldiven kutusu içinde, gümüş nitrat (8.5 mg) çözündürülür, 10 mM 3 agno. bir gümüş / gümüş nitrat referans elektrotunun cam tüp içine çözeltisi ekleyin.
    3. camsı karbon çalışma elektrot birleştirin, bir grafit şerit sayacı elektrot hissetti ve bir 25 mL üç boyunlu armut şekilli bir şişeyi gümüş / gümüş nitrat referans elektrot.
    4. PTIO (52 mg) ve tetrabütilamonyum hexaf çözülürörneğin, MeCN (1.10 gr), içinde luorophosphate (TBAPF 6, 0.87 g), 0.1 M PTIO / 1.0 M TBAPF 6. Üç elektrot ipuçları batırmak için şişeye çözüm ekleyin.
    5. elektrokimyasal iş istasyonuna elektrotlar bağlayın. 100 mV / sn tarama hızında en -1.75-0.75 V gerilim aralığında CV eğrileri ölçün. İki redoks çifti arasındaki potansiyel boşluk ile PTIO akışlı batarya teorik hücre voltajını belirlemek.
      NOT: Ag / Ag + referans elektrot konfigürasyonu doğası gereği bir sözde referans elektrotu olduğu not edilmelidir. Bunun bir sonucu olarak, redoks tepe uzun süreli CV ölçümleri sırasında kayabilir. Bununla birlikte, bu tür vardiya normalde redoks çiftler arasındaki gerilim boşluğu üzerinde ihmalkar bir etkisi vardır ve hücre voltaj değerini etkilemez olmaz.
  2. Hücre Meclisi Akış
    1. Bir jilet kullanarak 1 x 10 cm 2 lik bir alana grafit keçe kesin. Benzer bir şekilde, gözenekli bir sep kesilmiş3 x 12 cm2'lik bir alana arator.
    2. Gece boyunca 70 ° C'de vakumlu bir fırın içinde akışlı batarya parçaları (hücre bölmeleri, boru, 5 ml cam viyaller, grafit keçeleri ve gözenekli bir ayırma), kuru bir eldiven kutusu içine taşımak ve çevre sıcaklığına kadar soğutulur.
    3. bir uç levha, bakır levha akım toplayıcı, yarım hücre sırasına akış hücresi parçalarını monte, bir grafit, bir conta, gözenekli bir ayırıcı keçe bir grafit, bir buçuk hücre, bir bakır levha akım toplayıcı ve bir keçe uç plakası. Bir tork anahtarı 125 inç pound önceden ayarlanmış kullanarak iki uç plakaları karşı sekiz dişli cıvata ile montaj sabitleyin. Akış hücreye elektrolit akış borulama bağlayın. Hücre düzeneği Şekil 1 'de gösterilmiştir.
  3. Simetrik Elektrokimya Gösteri
    1. Bölüm 1.2 göre akış hücresi monte edin. Glov bölgesindeki PTIO (10 mg) ve MeCN ile TBAPF 6 (3.3 g) (4.4 g) siklohekzane kutusu, yani, 5,0 mM PTIO / 1.0 M TBAPF 6. İki cam şişelere her bir çözelti 4 ml. 20 ml / dk bir akış oranında bir peristaltik pompa kullanılarak akış elektrolit pompa.
    2. akü test cihazı akış hücresinin pozitif ve negatif akım kolektörleri bağlayın. Gerilimine kadar 5 mA / cm2 sabit akım yoğunluğunda akış hücresi şarj 1.9 V. şarj durdurun ulaştı. cam şişe içine elektrolitleri dışarı pompalamak.
    3. Ayrı bir şişede, 1 mL negatif elektrolit ile 1 ml pozitif elektrolit karıştırın. Orijinal, pozitif, negatif ve karışık: Artık dört elektrolitler vardır.
    4. Yukarıdaki dört elektrolit elektron spin rezonans (ESR) spektrumunu ölçün. 25
      1. Tüp sızdırmazlık maddesi ile, her iki uçta küçük bir miktar PTFE tüp pozitif ve negatif (~ 10 uL) (1/16 "OD ve 1/32" ID) mühür ve sonra (bir kuvars ESR tüp içinde 4 mühür mm çapında).
      2. mikrodalga frekansı ~ 9.85 GHz (X band) ile bir SHQE rezonatör ile donatılmış bir ESR spektrometresi ESR boru monte edin.
      3. Bölüm 1.3.3 dört elektrolit için ESR spektrumu toplayın.
  4. Akış Hücre Testi
    1. Bölüm 1.2 Aşağıdaki bir akış hücresi birleştirin.
    2. Yani PTIO (1.05 g) ve eldivenli kutu içinde MeCN ile TBAPF 6 (3.50 g), (3.60 g), 0.5 M PTIO / 1.0 M TBAPF 6 eritin. Her bir cam şişeye çözelti 4 ml. / Dak 20 mL elektrolitleri akış.
    3. elektrokimyasal iş istasyonuna akış hücresinin pozitif ve negatif akım kolektörleri bağlayın. açık devre potansiyelinde 100 kHz Hz ila 1 frekans aralığında akış hücresinin empedans ölçün. akış hücresinin aktif bölgelere göre omik direnç (yüksek frekanslı empedans) çarpılarak alan özel özdirenç (ASR) hesaplayın.
    4. pozitif ve negatif akım col bağlayınakü test cihazı akış hücresi lectors. 0.8 ve 2.2 V gerilim kesilecek ve 20 mA cm sabit akım -2 aküden çalışma yazılımında ayarlayın. Tekrar tekrar şarj / PTIO akış hücresi boşaltın.

2. FTIR tabanlı SOC belirlenmesi

  1. FTIR Fizibilite Doğrulama
    1. eldiven kutusu aşağıdaki üç elektrolit solüsyonları hazırlayın: (a) MeCN (0.50 g); örneğin, MeCN (0.30 g), (b) TBAPF 6 (0.23 g), 1.0 M TBAPF 6; (c) PTIO (75 mg) ve örneğin, MeCN (0.26 g) ile TBAPF 6 (0.25 g), 0.5 M PTIO / 1.0 M TBAPF 6.
    2. Üç elektrolit çözeltileri için FTIR ölçün.
      1. KBr pencereli kapatılabilir bir FTIR hücre ve 0.2 mm bir yol uzunluğu için her çözelti küçük bir hacim (~ 0.05 mL) ilave edilir. FTIR hücre Seal.
      2. bir saklama kabına FTIR hücre koyun ve eldiven kutunun dışına transfer.
      3. hızla mouBir spektrometresi FTIR hücre nt ve FTIR spektrumu toplamak.
    3. Bölüm 1.2 Aşağıdaki bir akış hücresi birleştirin.
    4. Yani PTIO (1.05 g) ve eldivenli kutu içinde MeCN ile TBAPF 6 (3.50 g), (3.60 g), 0.5 M PTIO / 1.0 M TBAPF 6 eritin. Her bir cam şişeye çözelti 4 ml. / Dak 20 mL elektrolitleri akış.
    5. Voltaj 2.2 V şarj ve pompayı durdurun ulaşıncaya kadar tamamen akış hücresi şarj edin.
    6. Bölüm 2.1.2'de prosedür takip edilerek sırasıyla pozitif ve negatif elektrolitler, her ikisi için FTIR spektrumları ölçün.
    7. Tablo 1 'de bileşimler ile eldiven kutusu içinde MeCN içinde 1.0 M TBAPF 6 PTIO çözeltiler (0.05-0.5 M) bir dizi hazırlayın.
    8. Bölüm 2.1.2'de prosedür takip edilerek Kısım 2.1.6 solüsyonların her biri için FTIR spektroskopisi ölçün.
  2. SOC FTIR ölçümü
    1. fo bir akış hücresi birleştirinllowing Bölüm 1.2.
    2. PTIO (2.9 g) ve örneğin, MeCN (9.8 g) eldiven kutusunda ile TBAPF 6 (9.6 g), 0.5 M PTIO / 1.0 M TBAPF 6 eritin. İki cam şişelere her bir çözeltisi 11 ml. / Dak 20 mL elektrolitleri akış.
    3. 20 ml / dk bir akış oranında 10 mA / cm2 'lik bir sabit akım akış hücresi şarj.
    4. 0, 18, 36, 54, ve 72 dakika şarj zamanda, hücre yükü ve elektrolit akışını durdurmak anolit ve katolit yan cam şişelere gelen elektrolit az miktar (0.2 mL) almak ve sonra hücreyi devam edin.
    5. Bölüm 2.1.2'de prosedürü izleyerek, yukarıdaki beş örnek alikotları için FTIR spektrumu ölçün.
    6. Bölüm 1.3.4'e prosedür takip edilerek yukarıdaki beş örnek tümbölenleri için ESR spektrumu ölçün.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Simetrik PTIO akışlı batarya sisteminin benzersiz avantajlar yüksek PTIO, bir organik nitroksit kökü bileşiğinin elektrokimyasal özelliklerine atfedilmektedir. (Şekil 2a) - PTIO PTIO + ve PTIO oluşturulması için elektro-kimyasal orantısızlaştırma reaksiyonları uğrayabilir. Bu iki redoks çifti orta aralığında bir voltaj aralığında ayrılmış 1.7 V (Şekil 2b) ve simetrik bir pil kimyasında, hem anolit ve katolit redoks malzemeleri olara...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Daha önce de görüldüğü gibi, 25 FTIR non-invazif PTIO akış bataryanın şarj durumunu tespit edebilir. bir tanı aracı olarak, FTIR nedeniyle kolay erişilebilirlik, hızlı tepki, düşük maliyetli, küçük alan gereksinimi, çevrimiçi dahil, hiçbir dedektör doygunluğu ve akış pil çalışma sırasında moleküler evrimler araştırmak için yapısal bilgi ilişkilendirmek için yeteneği için tesis özellikle avantajlıdır. Şekil 3e güvenli operasyonlar için gerçek zamanlı SOC izlenmesini sağlar çevrimi...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu eser mali Enerji Depolama Araştırma Ortak Merkezi'nin (JCESR), Enerji, Bilim Ofisi, Temel Enerji Bilimler ABD tarafından finanse edilen bir enerji Yenilik Hub tarafından desteklenmiştir. Yazarlar ayrıca, başlangıçta bu araştırmayı (yayımlamak için malzemeler Kimya A (Kimya dergisinin bir Royal Society) Dergisi kabul http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2016/ta/c6ta01177b ). PNNL Sözleşme DE-AC05-76RL01830 altında DOE için Battelle tarafından işletilen bir Çok Programlı ulusal laboratuvardır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
PTIOTCI AmericaA5440>98.0%
Tetrabütilamonyum hekzaflorofosfatSigma-Aldrich86879elektrokimyasal sınıf, vb; % 99,0
MeCNBASF50325685Pil sınıfı
Gümüş nitratSigma-Aldrich204390% 99,9999 eser metal bazlı
Gama alümina tozuCH InstrumentsCHI120
Grafit keçeSGLGFD370 ° C'de vakumla kuru; 24 saat için C
Gözenekli ayırıcıDaramicAA80070 ° C'de vakumla kuru; 24 saat Pil
Test Cihazıiçin C Wuhan LAND electronics Co., Ltd.Lanhe1 A akım serisi
Elektrokimyasal İş İstasyonuSolartron AnalitikModuLab
torpido gözüMBRAUNLabmaster SPoksijen ve su seviyeleri < 1 ppm
ESR spektrometresiBruker Elexsys 580 100 kHz alan modülasyonu ile 2 mW güçte ~9,85 GHz (X bandı) mikrodalga frekansına sahip bir SHQE rezonatörü ile donatılmıştır

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dunn, B., Kamath, H., Tarascon, J. M. Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices. Science. 334 (6058), 928-935 (2011).
  2. Yang, Z. G., et al. Electrochemical Energy Storage for Green Grid. Chem. Rev. 111 (5), 3577-3613 (2011).
  3. Wang, W., Luo, Q., Li, B., Wei, X., Li, L., Yang, Z. Recent Progress in Redox Flow Battery Research and Development. Adv. Funct. Mater. 23 (8), 970-986 (2013).
  4. Skyllas-Kazacos, M., Chakrabarti, M. H., Hajimolana, S. A., Mjalli, F. S., Saleem, M. Progress in Flow Battery Research and Development. J. Electrochem. Soc. 158 (5), 55-79 (2011).
  5. Weber, A. Z., et al. Redox Flow Batteries: A Review. J. Appl. Electrochem. 41 (10), 1137-1164 (2011).
  6. Noack, J., Roznyatovskaya, N., Herr, T., Fischer, P. The Chemistry of Redox-Flow Batteries. Angew. Chem. Int. Ed. 54 (34), 9775-9808 (2015).
  7. Soloveichik, G. L. Flow Batteries: Current Status and Trends. Chem. Rev. 115 (20), 11533-11558 (2015).
  8. Leung, P., Li, X., de Leon, C. P., Berlouis, L., Low, C. T. J., Walsh, F. C. Progress in Redox Flow Batteries, Remaining Challenges and Their Applications in Energy Storage. RSC Adv. 2 (27), 10125-10156 (2012).
  9. Gong, K., Fang, Q., Gu, S., Li, S., Yan, Y. Nonaqueous Redox-Flow Batteries: Organic Solvents, Supporting Electrolytes, and Redox Pairs. Energy Environ. Sci. 8 (12), 3515-3530 (2015).
  10. Shin, S. H., Yun, S. H., Moon, S. H. A Review of Current Developments in Non-aqueous Redox Flow Batteries: Characterization of Their Membranes for Design Perspective. RSC Adv. 3 (24), 9095-9116 (2013).
  11. Cappillino, P. J., et al. Application of Redox Non-Innocent Ligands to Non-Aqueous Flow Battery Electrolytes. Adv. Energy Mater. 4 (1), 1300566(2014).
  12. Suttil, J. A., et al. Metal Acetylacetonate Complexes for High Energy Density Non-aqueous Redox Flow Batteries. J. Mater. Chem. A. 3 (15), 7929-7938 (2015).
  13. Brushett, F. R., Vaughey, J. T., Jansen, A. N. An All-Organic Non-aqueous Lithium-Ion Redox Flow Battery. Adv. Energy Mater. 2 (11), 1390-1396 (2012).
  14. Wei, X., et al. Radical Compatibility with Nonaqueous Electrolytes and Its Impact on an All-Organic Redox Flow Battery. Angew. Chem. Int. Ed. 54 (30), 8684-8687 (2015).
  15. Nagarjuna, G., et al. Impact of Redox-Active Polymer Molecular Weight on the Electrochemical Properties and Transport Across Porous Separators in Nonaqueous Solvents. J. Am. Chem. Soc. 136 (46), 16309-16316 (2014).
  16. Wei, X., et al. TEMPO-Based Catholyte for High-Energy Density Nonaqueous Redox Flow Batteries. Adv. Mater. 26 (45), 7649-7653 (2014).
  17. Wei, X., et al. Towards High-Performance Nonaqueous Redox Flow Electrolyte Via Ionic Modification of Active Species. Adv. Energy Mater. 5 (1), 1400678(2015).
  18. Fan, F. Y., et al. Polysulfide Flow Batteries Enabled by Percolating Nanoscale Conductor Networks. Nano Lett. 14 (4), 2210-2218 (2014).
  19. Pan, H., et al. On the Way Toward Understanding Solution Chemistry of Lithium Polysulfides for High Energy Li-S Redox Flow Batteries. Adv. Energy Mater. 5 (16), 1500113(2015).
  20. Escalante-Garcia, I. L., Wainright, J. S., Thompson, L. T., Savinell, R. F. Performance of a Non-Aqueous Vanadium Acetylacetonate Prototype Redox Flow Battery: Examination of Separators and Capacity Decay. J. Electrochem. Soc. 162 (3), 363-372 (2015).
  21. Wei, X., et al. Microporous Separators for Fe/V Redox Flow Batteries. J. Power Sources. 218, 39-45 (2012).
  22. Skyllas-Kazacos, M., Kazacos, M. State of Charge Monitoring Methods for Vanadium Redox Flow Battery Control. J. Power Sources. 196 (20), 8822-8827 (2011).
  23. Brooker, R. P., Bell, C. J., Bonville, L. J., Kunz, H. R., Fenton, J. M. Determining Vanadium Concentrations Using the UV-Vis Response Method. J. Electrochem. Soc. 162 (4), 608-613 (2015).
  24. Petchsingh, C., et al. Spectroscopic Measurement of State of Charge in Vanadium Flow Batteries with an Analytical Model of VIV-VV Absorbance. J. Electrochem. Soc. 163 (1), 5068-5083 (2016).
  25. Duan, W., et al. A Symmetric Organic-Based Nonaqueous Redox Flow Battery and Its State of Charge Diagnostics by FTIR. J. Mater. Chem. A. 4 (15), 5448-5456 (2016).
  26. Potash, R. A., McKone, J. R., Conte, S., Abruña, H. D. On the Benefits of a Symmetric Redox Flow Battery. J. Electrochem. Soc. 163 (3), 338-344 (2016).
  27. Kim, H. S., et al. A Tetradentate Ni(II) Complex Cation as a Single Redox Couple for Non-aqueous Flow Batteries. J. Power Sources. 283, 300-304 (2015).
  28. Shinkle, A. A., Sleightholme, A. E. S., Griffith, L. D., Thompson, L. T., Monroe, C. W. Degradation Mechanisms in The Non-aqueous Vanadium Acetylacetonate Redox Flow Battery. J. Power Sources. 206, 490-496 (2012).
  29. Li, Z., et al. Electrochemical Properties of an All-Organic Redox Flow Battery Using 2,2,6,6-Tetramethyl-1-Piperidinyloxy and N-Methylphthalimide. Electrochem. Solid-State Lett. 14 (12), 171-173 (2011).
  30. Schaltin, S., et al. Towards an All-Copper Redox Flow Battery Based on a Copper-Containing Ionic Liquid. Chem. Commun. 52, 414-417 (2016).
  31. SDBS. , Available from: http://sdbs.db.go.jp (2016).
  32. Luo, Q., et al. Capacity Decay and Remediation of Nafion-based All-Vanadium Redox Flow Batteries. ChemSusChem. 6 (2), 268-274 (2013).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Redox Flow BatteryElectrochemical EvaluationState of Charge DiagnosticsFourier Transform Infrared SpectroscopyCyclic VoltammetryElectron Spin ResonanceNon aqueous ElectrolyteSymmetric Battery ChemistryPTIO Redox MaterialFlow Cell Testing

İlgili makaleler