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锑离子添加剂对低共熔溶剂(DES)电解液液流电池的性能改善研究

Improving the performance of a deep eutectic solvent (DES)-electrolyte non-aqueous redox flow battery by antimony ion additive

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非水系氧化还原液流电池(NARFB)的广泛应用受制于其较低的性能.在电解液中加入一些金属离子添加剂是一种可能的解决方案.实验研究了Sb3+离子对低共熔溶剂(DES)电解液液流电池电化学性能的影响.结果表明,添加Sb3+离子可以强化V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化还原离子对的电化学反应动力学(最高可达22.6％)过程,钒离子在DES中的扩散系数提高了63.3％,并且电荷转移电阻降低了11.9％.场发射扫描电子显微镜表明,Sb3+离子电沉积在石墨毡的表面,对电化学反应起催化作用,从而改善了电化学性能.考虑增强的动力学和降低的活性比表面积之间的平衡,确定了Sb3+的最佳浓度为15 mmol·L-1.此外,当使用含有Sb3+的负极电解液液流电池时,液流电池的功率密度提高了31.2％,从含原始电解质的3.08 mW·cm-2到含15 mmol·L-1 Sb3+离子的4.04 mW·cm-2.这些结果为改善NARFB的电池性能提供了一个便捷而有前景的方法.

纪燕男、孙培茁、马强、张玮琦、苏华能、徐谦

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南通理工学院电气与能源工程学院,江苏南通226002

江苏大学能源研究院,江苏镇江212013

低共熔溶剂(DES) 氧化还原液流电池(RFB) 锑离子 电池性能

国家自然科学基金江苏省"六大人才高峰"项目

516760922016-XNY-015

2021

10.11949/0438-1157.20201483

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2021.72(6)
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