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Nat Commun:用于經(jīng)濟(jì)高效且長(zhǎng)循環(huán)的水系鐵氧化還原液流電池的磷酸鹽基鐵絡(luò)合物
Nanoyu Nanoyu 2024-03-29

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開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)且可靠的儲(chǔ)能技術(shù),是支持和穩(wěn)定風(fēng)能和太陽(yáng)能系統(tǒng)等間歇性可再生能源的關(guān)鍵策略之一。

近日,太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Guosheng Li設(shè)計(jì)了一種用于氧化還原液流電池的金屬-有機(jī)配合物—鐵(Fe)-NTMPA2

文章要點(diǎn)

1全電池測(cè)試中,濃縮的Fe-NTMPA2陽(yáng)極液(0.67M)與Fe-CN陰極液配對(duì),在1000次充放電循環(huán)中表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,以及值得注意的性能,包括96%的容量利用率,每循環(huán)0.0013%的最小容量衰減率(1000次循環(huán)1.3%),高的庫(kù)侖效率和接近100%和87%的能效,所有這些都在20 mA·cm2電流密度下實(shí)現(xiàn)。

2此外,密度泛函理論揭示了Fe-NTMPA2配合物的兩種可能的配位結(jié)構(gòu),加深了對(duì)配體配位環(huán)境和電子轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)的理解。當(dāng)與高氧化還原電位Fe-Dcbpy/CN陰極液、2,2‘-聯(lián)吡啶-4,4’-二羧酸(Dcbpy)酸和氰化物(CN)配體配對(duì)時(shí),F(xiàn)e-NTMPA2的電池電壓顯著提高到1 V,實(shí)際能量密度達(dá)到9 Wh/L。

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參考文獻(xiàn)

Nambafu, G.S., Hollas, A.M., Zhang, S. et al. Phosphonate-based iron complex for a cost-effective and long cycling aqueous iron redox flow battery. Nat Commun 15, 2566 (2024).

DOI:10.1038/s41467-024-45862-3

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45862-3


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