利用聚醣開發出長壽命氧化還原液流電池

 

刊登日期:2023/8/22
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美國太平洋西北國家實驗室(PNNL)利用β-環糊精(β-Cyclodextrin)做為有機活性材料,創紀錄地提高了水性有機氧化還原液流電池(Aqueous Organic Redox Flow Battery;AQRFB)的容量與壽命。相較於以無機鹽水溶液為活性材料且已達到實用化的液流電池,AQRFB具有環境友善、低成本、安全等優點,可望應用於大規模儲能,世界各國亦持續推進相關開發。
 
PNNL於2021年在《Science》雜誌上發表了AQRFB的次世代設計相關研究。當時的研究中採用了化學衍生物-芴酮(Fluorenone)做為AQRFB的負極電解質,且經過實證可有效率地運行120天,並維持了1,111次以上的循環穩定狀態。但與已實用化的液流電池相比,AQRFB的充放電速率較慢,故有改善之必要。
 
在此次的研究中,PNNL將可溶性環狀低聚醣的β-環糊精做為觸媒添加至負極電解質水溶液中,進而成功地提高了AQRFB的循環特性、電池容量以及充放電速度。一般當蓄電池中充放電的電流密度增加後,電池容量的利用率降低,循環特性等亦隨之劣化。此次開發的AQRFB透過使用可溶性低聚醣均相觸媒調整反應路徑,故可同時改善3種性能。利用了新開發負極的AQRFB穩定運行了一年以上,且維持了高充放電電流與電池容量。而此項研究成果亦為長期穩定之AQRFB的世界首例。

資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230721_aqrfb.html
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