ZIF-8助力原位刻蚀制备多孔有序电极用于高性能液流电池（英文）

作者：孙静; 蒋浩然; 赵琛; 范新庄; 赵汝恒; 赵天寿^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(09): 904-913.

制备同时具有较大比表面积以及高渗透率的电极材料被认为是进一步提高液流电池性能的关键.本文通过静电纺丝技术制备单向有序的纤维丝,在此基础上原位生长ZIF-8并高温刻蚀,得到有序多孔碳电极.碳纤维表面原位刻蚀形成的孔尺寸大约为50 nm,可以为电化学反应提供充足的比表面积.此外,定向纤维丝的直径约为3～5μm,可以保证电极材料在沿着纤维排列方向具备较高的渗透率.将该电极用于全钒液流电池可以保证电池在200 mA cm-2的电流密度下实现87.2%的能量效率.相比于使用传统静电纺丝碳纤维作为电极的电池,能量效率提高了13.3%.在300和400 mA cm-2高电流密度下,该电池仍然可以维持83.3%和79.3%的能量效率.使用所制备的电极的液流电池的极限电流密度可达4500 mA cm-2,最大功率密度可达1.6 W cm-2.本文制备有序纤维丝的静电纺丝技术和原位刻蚀方法为制备高性能液流电池电极材料提供了更多的可能.