深圳特区报讯(记者 李丽)因为成本低、安全性高、储电能力强等特点,水系锌溴液流电池在电网储能领域具有广阔应用前景,但却一直存在电池寿命短且容易“早衰”的致命弱点——深圳理工大学科研团队为这一难题找到了解决方案,4月5日,相关成果发表于《自然·通讯》Nature Communications上。 该研究由深圳理工大学院士工作站教授成会明指导,材料科学与能源工程学院助理教授梁国进、副教授孙源淼为共同通讯作者,深圳理工大学联培博士生胡议阐、闵志雯为共同***作者。 “水系锌溴液流电池之所以会有上述弱点,是因为在电池充放电时,锌金属会像树枝一样不受控制地生长,这些‘金属刺’可能刺穿电池隔膜导致短路,严重缩短电池寿命;电池内还会产生氢气气泡,进一步降低电池效率和寿命。”梁国进表示,他们研发出一种高可逆性碳毡电极,在其表面均匀“铺”了一层铅纳米颗粒,这些铅颗粒就像“交通标志”一样,能够引导锌金属平整有序地沉积,避免乱长“金属刺”。同时,这种经过铅改性的电极还可以抑制氢气气泡产生,让电池工作更稳定。 实验证明,基于这种改性电极的锌溴液流电池寿命大幅延长,在超过2300小时的时间里,每平方厘米电极上累计储存23安时的电量,且能量转化效率平均超过78%。另外,它还展现出在严苛条件下的强劲性能,实现超过4000次循环的稳定寿命,相比之下,传统电池仅能循环几百次,寿命大约提升10倍。即使在超高电流密度/面容量的情况下,也同样奏效。 梁国进表示,铅纳米颗粒改性的碳毡电极是一种高效解决方案,可用于提高锌负极的可逆性,极大提升锌溴液流电池在大规模、低成本储能应用中的可行性。
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