Een protocol voor de bouw van een oplosbaar lood flow batterij met een langere levensduur, in welke natrium acetaat wordt geleverd in de elektrolyt methanesulfonic als additief, wordt gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Verlenging van de levensduur van oplosbaar lood Flow batterijen met een natrium acetaat additief
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
In dit rapport presenteren we een methode voor de bouw van een oplosbaar lood flow batterij (SLFB) met een uitgebreide cyclus leven. Door het leveren van een voldoende hoeveelheid Natriumacetaat (NaOAc) aan de elektrolyt, is een cyclus leven uitbreiding van meer dan 50% voor SLFBs via lange termijn galvanostatic lading/kwijting experimenten aangetoond. Een hogere kwaliteit van het PbO2 electrodeposit op de positieve elektrode wordt het kwantitatief gevalideerd voor elektrolyt NaOAc-toegevoegd door het gooien van de index (TI) metingen. Afbeeldingen die zijn verworven door het scannen van elektronen microscoop (SEM) vertonen ook meer geïntegreerde PbO2 oppervlakte morfologie wanneer de SLFB wordt gebruikt met de elektrolyt NaOAc-toegevoegd. Dit werk blijkt dat elektrolyt wijziging een aannemelijke route om economisch SLFBs voor grote energieopslag kan worden.
Inleiding
Hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- en wind hebben ontwikkeld voor decennia, maar hun intermitterend karakter vormt grote uitdagingen. Voor een toekomstige elektriciteitsnet met hernieuwbare energiebronnen opgenomen, stabilisatie van het raster en herverdeling van de belasting zijn kritisch en kunnen worden bereikt door integratie van energieopslag. Redox flow batterijen (RFB) zijn een van de veelbelovende opties voor energieopslag raster-schaal. Traditionele RFB bevatten ion-selectieve membranen scheiden van anolyte en catholyte; bijvoorbeeld, de all-vanadium RFB blijkt te bedienen met een hoog rendement en een lange cyclus leven1,<....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. bouw van een SLFB bekerglas cel met een natrium acetaat additief
Opmerking: Deze sectie beschrijft de procedure voor de bouw van een SLFB bekerglas cel met een additief voor langdurig fietsen experiment. Het protocol bevat de voorbereiding van de elektrolyt met en zonder additieven, elektrode voorbehandeling, cel vergadering en efficiëntie berekeningen.
-
Voorbereiding van lood methanesulfonate (1 L, 1 M als een voorbeeld)
- Voeg 274.6 g van methaansulfonzuur (MSA, 70%) in een bekerglas roeren met een roer-bar in de zuurkast. Los de MSA met 300 mL gedeïoniseerd water (DI).
- Bereiden 223.2 g van....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Als u wilt verlengen levensduur van de cyclus van SLFBs, wordt NaOAc geleverd als een elektrolyt additief. Fietsen van prestaties van SLFBs met en zonder NaOAc additief in parallel worden onderzocht, en resultaten zijn afgebeeld in Figuur 3. Voor gemakkelijker kwantitatieve vergelijking van cyclus leven definiëren we de "dood" van een SLFB als wanneer zijn CE lager is dan 80% onder continue galvanostatic lading/kwijting. Figuur 3a
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit witboek beschrijft een voordelige methode om te verlengen de levensduur van de cyclus van SLFBs: door gebruik te maken van NaOAc agent als een elektrolyt additief. Een partij van verse grafietelektroden en nikkel platen worden voorverwerkt als bovengenoemde in stap 1 voor langdurig fietsen experimenten. Omdat inconsistentie tussen commerciële Koolelektroden leiden afwijking van de prestaties van de SLFBs tot kan, is de fysisch/chemische voorbehandeling in stap 1.4 cruciaal voor het verwijderen van oppervlakte residue.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Wij hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gesteund door het ministerie van wetenschap en technologie, R.O.C., onder de financiering aantal NSC 102-2221-E-002 - 146-, meeste 103-2221-E-002 - 233-, en de meeste 104-2628-E-002-016-MY3.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 70 mm cellulose filterpapier | Advance | ||
| Autolab | Metrohm | PGSTA302N | |
| BT-Lab | BioLogic | BCS-810 | |
| Commercieel koolstof composiet elektrode | Homy Tech, Taiwan | Dichtheid 1,75 g cm-3, en elektrische geleidbaarheid 330 S cm-1 | |
| Diamantzaag | Buehler | ||
| Zoutzuur | SHOWA | 0812-0150-000-69SW | 35% |
| Lood (II) Oxide | SHOWA | 1209-0250-000-23SW | 98% |
| Lutropur MSA | BASF | 50707525 | 70% |
| Nikkelplaat | Lien Hung Alloy Trading Co., LTD., Taiwan, | 99% | |
| Kaliumnitraat | Scharlab | 28703-95 | 99% |
| Scanning elektronenmicroscopie | JEOL | JSM-7800F | bij versnellingsspanning van 15 kV |
| Natriumacetaat | SHOWA | 1922-5250-000-23SW | 98% |
| Waterzuiveringssysteem | Barnstead MicroPure | 18,2 MΩ • cm |
Referenties
- 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 (....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
