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麻省理工提出液流电池创新技术 虾壳可供储能生产电极

2020-07-09 11:00:19 微锂电

导读:由麻省理工学院(MIT)领导的科学家们提出,从废弃虾壳中提取的富含碳和氮的甲壳素,可以为钒氧化还原流电池和其他储能技术生产可持续的电极。

从电池供应链中消除稀有、昂贵或其他有问题的材料是一个重要的目标,全世界的研究人员都在努力工作。

麻省理工提出液流电池创新技术   虾壳可供储能生产电极

当谈到需要固定储能来平衡间歇性可再生能源的能源供应时,电池的物理尺寸相对不重要的事实在材料方面开辟了更多的可能性。

氧化还原流电池是竞争的电池化学已经看到了商业上的应用。像许多竞争的解决方案一样,流电池的典型特征是碳电极,由麻省理工学院的科学家领导的一个小组已经在研究这种碳的替代材料来源,主要是考虑废物。

该小组声称已经用几丁质制造了一个钒氧化还原流动电池,它描述为“多糖,类似于纤维素,发现于甲壳类动物和昆虫的外骨骼。”

碳电极上氧化还原反应速率的提高是降低全钒氧化还原液流电池(VRFB)成本的重要步骤。生物质衍生的活性炭(AC)具有广阔的前景,因为它们可以消除常规材料常见的合成后修饰需求。

麻省理工提出液流电池创新技术   虾壳可供储能生产电极

尽管最初的努力表明这些材料可以增强VRFB的性能,但潜在的廉价原料和合成路线的广泛选择导致了具有不同物理,化学和电化学性质的电催化材料的收集,这对通用设计原理的发展提出了挑战。

在ACS可持续化学与工程杂志上发表的一篇文章中,介绍了一种生物质活性炭用于钒氧化还原流动电池的研究进展。

研究论文的麻省理工学院化学工程师弗朗西斯科·马丁-马丁内斯说:“显然,有一些碳电极可以产生更好的性能,但这个项目的关键是从废料中生产这样的电极,在这个例子中是从虾壳中提取甲壳素。”他补充说,由于碳电极通常是综合生产的,其前身材料的低成本和可持续性使其成为极具吸引力的电极选择。

令研究人员感兴趣的是,基于甲壳素的电极中含有氮和碳,它们被整合到电极结构中,可以促进钒离子之间的电子转移,提高电池性能。

该集团表示,他们将继续研究生物材料在能源领域的应用,其几丁质电极也可能适用于海水淡化和超级电容器设备。




责任编辑: 李颖

标签: 麻省理工 液流电池技术

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