Các nhà nghiên cứu phát triển pin dòng chảy hữu cơ nước quy mô kilowatt ổn định
của Zhang Nannan, Học viện Khoa học Trung Quốc
Chất điện phân eutectic 1MB-4AA. Ảnh: Khoa học Năng lượng & Môi trường (2022). DOI: 10.1039/D2EE03051A
Pin dòng chảy (FB) đang hứa hẹn trong việc lưu trữ năng lượng quy mô lớn do tính bảo mật và hiệu quả cao của chúng. Trong số đó, pin lưu lượng hữu cơ dạng nước (AOFB) sử dụng các phân tử hoạt tính oxi hóa khử thân thiện với môi trường và có thể điều chỉnh cấu trúc đang được chú ý nhiều hơn.
Tuy nhiên, hầu hết các phân tử hữu cơ trong AOFB dễ bị oxy hóa, đặc biệt là trong không khí, dẫn đến sự suy giảm công suất không thể phục hồi và cản trở các ứng dụng tiếp theo của chúng.
Gần đây, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Li Xianfeng và Giáo sư Zhang Changkun từ Viện Vật lý Hóa học Đại Liên (DICP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) dẫn đầu đã phát triển các ngăn xếp AOFB quy mô kilowatt ổn định với khả năng oxy hóa khử hữu cơ hiệu suất cao. phân tử hoạt động.
Nghiên cứu này đã được xuất bản trên Khoa học Năng lượng & Môi trường vào ngày 1 tháng 12.
Các nhà nghiên cứu đã tiết lộ cơ chế ổn định của một phân tử có hoạt tính oxi hóa khử, xanh metylen (MB) và chứng minh rằng sự ổn định của MB, đặc biệt là ở cả trạng thái gốc tự do trung gian và trạng thái khử, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng đảo ngược oxi hóa khử và tính ổn định trong không khí .
Họ đã theo dõi MB bằng cộng hưởng từ hạt nhân tại chỗ (NMR) và phát hiện ra rằng các gốc tự do được tạo ra bởi phản ứng cân bằng giữa trạng thái oxy hóa và trạng thái khử trong chất điện phân.
Giáo sư Li cho biết: “Chúng tôi đã tối ưu hóa thành phần chất điện phân bằng cách điều chỉnh sự tương tác giữa các thành phần khác nhau trong chất điện phân, do đó làm tăng dung lượng pin”.
Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng khả năng chống oxy hóa của các gốc MB và trạng thái khử đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng đảo ngược oxy hóa khử và tính ổn định trong không khí bằng cách kết hợp cộng hưởng thuận từ electron ngoài hiện trường (EPR) với tính toán lý thuyết.
Để xác minh thêm tính khả thi của phân tử MB trong AOFB, họ đã tập hợp mười đơn vị ngăn xếp AOFB 1000 cm2. Giáo sư Zhang cho biết: “Chúng tôi đã thu được các ngăn xếp có công suất xả trên 1 kW và khả năng đạp xe ổn định trong 32 ngày. "Nghiên cứu của chúng tôi có thể cung cấp một tài liệu tham khảo quan trọng cho ứng dụng thực tế của AOFB."
