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

作者：纪燕男; 孙培茁; 马强; 张玮琦; 苏华能; 徐谦^*

来源：化工学报, 2021, 72(06): 3368-3379.

• 低共熔溶剂(DES)
• 氧化还原液流电池(RFB)
• 锑离子
• 电池性能

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-1Sb3+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。

• 单位
  南通理工学院; 江苏大学