其電極、膜與集流體均未出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

相比傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)，這種新近問世的溴基液流電池能存儲更多能量、擁有更長壽命且運(yùn)行成本更低。

在中科院大連化物所李先鋒教授帶領(lǐng)下，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一種新型溴基雙電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)體系。該方法從根本上改變了溴在電池內(nèi)部的行為模式，解決了溴基液流體系在充電過程中產(chǎn)生腐蝕性單質(zhì)溴堆積這一最大缺陷。該現(xiàn)象會加速組件損耗、縮短循環(huán)壽命，引發(fā)安全與運(yùn)行隱患。而將新反應(yīng)體系應(yīng)用于鋅溴液流電池后，其性能與長期穩(wěn)定性均獲得顯著提升。

溴基液流電池（包括鋅溴、氫溴及多硫化物-溴體系）依賴于溴離子與單質(zhì)溴之間的氧化還原反應(yīng)。但充電過程產(chǎn)生的大量溴會腐蝕組件、降低循環(huán)壽命并增加系統(tǒng)成本。傳統(tǒng)溴絡(luò)合劑雖能緩解腐蝕，卻常導(dǎo)致相分離和電解質(zhì)均勻性下降。

為此，中國研究人員通過在電解液中引入胺化合物作為溴捕獲劑，提出創(chuàng)新的溴雙電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。李先鋒在新聞稿中表示："該研究為長壽命溴基液流電池的開發(fā)提供了新思路，并為鋅溴液流電池的進(jìn)一步應(yīng)用推廣奠定了基礎(chǔ)"。反應(yīng)過程中溴不再以游離單質(zhì)溴（Br2）形式堆積，而是轉(zhuǎn)化為溴化胺化合物，使電解液中溴元素濃度穩(wěn)定維持在7毫摩爾每升的超低水平。

研究團(tuán)隊(duì)指出，新反應(yīng)提升了電池能量密度，同時(shí)超低溴濃度顯著降低了電解質(zhì)腐蝕性，延長了電池壽命?；谶@一成果，團(tuán)隊(duì)將新型反應(yīng)應(yīng)用于鋅溴液流電池系統(tǒng)，并聲明："該研究展示了長壽命鋅溴液流電池從概念驗(yàn)證到系統(tǒng)放大的完整可行性"。由于溴濃度始終保持極低水平，電池可采用標(biāo)準(zhǔn)非氟化離子交換膜穩(wěn)定運(yùn)行，無需使用昂貴的耐腐蝕材料。

研究人員特別說明："電解液中Br2濃度極低，使用常規(guī)非氟化離子交換膜（SPEEK）組裝單電池即可實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行，從而降低電池成本"。在5千瓦級系統(tǒng)放大測試中，該電池于40毫安/平方厘米電流密度下穩(wěn)定運(yùn)行超700次循環(huán)，能量效率始終保持在78%以上。極低的Br2濃度使得循環(huán)后檢測顯示電極、集流體與膜等關(guān)鍵組件均未發(fā)生腐蝕。

該研究成果已發(fā)表于《自然·能源》期刊。

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