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2022-11-10
顆粒在線訊：近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒團隊開發(fā)出基于Br-輔助MnO2放電的混合型液流電池，具有能量密度高、可逆性高的優(yōu)勢。
液流電池（FBs）具有安全性高、壽命長、效率高等優(yōu)勢，在大規(guī)模儲能領域受到廣泛關注。目前，液流電池能量密度較低，進一步發(fā)展受阻。Mn2+/Mn3+具有電極電位高、溶解度高、電化學動力學良好、成本低等優(yōu)勢，在高能量密度液流電池中有較好的應用前景。然而，氧化態(tài)Mn3+的歧化副反應易導致“死錳”積累，影響電池的能量密度、可逆性和循環(huán)穩(wěn)定性。
科研團隊在Mn2+的酸性電解液中引入Br-。在充電過程中，Br-/Br2（1.08V vs. SHE）和Mn2+/Mn3+（1.56V vs. SHE）兩個電化學過程在電極上依次發(fā)生，并伴隨Mn3+到MnO2的歧化副反應。在放電過程中，未歧化的Mn3+和部分MnO2在電極表面被還原成Mn2+。隨后，部分Br2被還原成Br-且可與電極上殘留的MnO2發(fā)生化學反應生成Br2繼續(xù)參與放電，利用化學-電化學放電提高充放電過程的可逆性?；谏鲜鲈O計，以Cd/Cd2+為負極組裝成的全電池（BMFB）可在80mA/cm2下穩(wěn)定循環(huán)運行超500次，電池的能量密度超過360Wh/L；以硅鎢酸（SWO）為負極組裝的電池可穩(wěn)定運行超過2000次循環(huán)。該研究為開發(fā)高能量密度、長壽命的錳基電池體系提供了理論指導和技術支持。
相關研究成果以Bromine Assisted MnO2 Dissolution Chemistry: Toward a Hybrid Flow Battery with Energy Density of over 300 Wh L-1為題，發(fā)表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie）上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院電化學儲能技術工程實驗室、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”等的支持。
大連化物所開發(fā)出高能量密度錳基混合單液流電池
來源：大連化學物理研究所
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