Acuoso baterías de fluxo son moi prometedores para o almacenamento de enerxía a gran escala debido á súa enerxía e potencia independentes, a súa alta seguridade e a súa escala de almacenamento de enerxía axustable. Non obstante, o límite de solubilidade das substancias activas na auga restrinxe a densidade de enerxía das baterías de fluxo acuoso.
O ferrocianuro/ferrocianuro é unha substancia activa de cátodo común para baterías de fluxo acuoso, que ten as vantaxes dunha boa reversibilidade, alta estabilidade e baixo custo de materia prima, pero a súa solubilidade é baixa, polo que é necesario romper con urxencia o límite de solubilidade do activo. substancia e desenvolver un sistema electrolítico de alta densidade de enerxía.
Baseándose no principio do efecto heteroiónico, o equipo de investigación utilizou unha mestura de ferrocianuro de potasio e ferrocianuro de sodio como substancia activa do ánodo, e logrou aumentar drasticamente a solubilidade do ferrocianuro/ferrocianuro ata 1.62 moles/litro. Introducindo o azul de Prusia como un material de almacenamento de enerxía sólida no depósito do electrodo positivo, o equipo aumentou aínda máis a concentración teórica da substancia activa do electrodo positivo ata 10 moles/litro mediante a reacción de orientación redox e a densidade de enerxía teórica deste lado do electrodo positivo. O sistema de batería de fluxo líquido de ferro e xofre neutro alcanza os 260 vatios-hora/litro.
Os resultados da proba mostran que a densidade de enerxía real do electrólito do cátodo é de 92.8 vatios-hora/litro e a densidade de potencia máxima da batería alcanza os 284.7 mW/cm2. Mentres tanto, o sistema ten un excelente rendemento a altas temperaturas e a batería aínda mantén unha boa estabilidade no ciclo a 50 graos centígrados e a taxa de utilización dos materiais de almacenamento de enerxía sólida aumenta gradualmente coa temperatura. A eficiencia Coulombic da pila pequena de batería de corrente líquida neutra de ferro e xofre é próxima ao 100%.
Descubriuse que a batería neutra de fluxo líquido de ferro e xofre baseada en reaccións dirixidas a redox presentaba un ciclo de vida ultralongo, cunha taxa de retención de capacidade do 181.8% despois de 7,000 ciclos debido á liberación continua de capacidade do material de almacenamento de enerxía sólida.
A batería neutra de fluxo de ferro e xofre baseada na reacción dirixida a redox deseñada neste estudo ten un baixo custo de electrólitos e ten unha aplicación prometedora no almacenamento de enerxía a gran escala, dixeron os investigadores.
