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摘要
大规模、低成本长时电能储存的迫切需求再次激发了人们研究和开发铁铬液流电池的兴趣。降低析氢副反应速率并提高负极电化学反应活性是提高铁铬液流电池系统效率、降低运行成本的关键。负极铋催化剂的在线沉积已被证明是提高负极性能的有效方法，但关于铋载量对电池性能的影响、以及高效均匀的铋沉积策略目前还缺乏系统的认识和深入的研究。本文针对提升催化剂沉积均匀性的难题，首次提出了基于铋离子由正极电解液承载过膜穿透至负极的缓释沉积策略。通过在正极电解液添加不同浓度的BiCl3，研究沉积速率和铋载量对铁铬液流电池性能的影响。研究发现，随着负极铋载量的持续增加，铁铬液流电池的库仑效率也有显著且持续的提高，这归因于电池负极的析氢量有所减少。此外，铋在负极的原位沉积也有助于提高铁铬液流电池的电压效率，表明Cr2+/Cr3+的反应活性增强。在正极电解液内初始铋离子浓度为10 mmol/L的条件下，电池的库仑效率最高提升到97%，电压效率可达90%，相应的循环能量效率达到87%。
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