
氧化還原液流電池(RFBs)是最有前途的電化學儲能技術之一,可為電網提供間歇性可再生能源。其中尋找易溶的氧化還原化合物來提高RFBs的能量密度一直是人們研究的熱點。然而,高溶質濃度往往會對電解液的性能產生負面影響。
在此,俄亥俄州立大學Shiyu Zhang教授等人設計了一個高電位(0.5 V vs. Ag/Ag+)正極,其中充電和放電的物種都是氣態氮氧化物(NOx)。
研究表明,NO和NO3?的結合對于防止高活性NOx(如NO+、NO2和N2O4)的寄生反應至關重要。
NO和NO3?結合的作用是雙重的:(1)NO3?通過NO+ + NO3?→2 NO2反應,在充電過程中阻止了高活性NO+ (E1/2 = 0.87 V vs. Fc+/Fc)的生成,降低了充電電位; (2)高活性NO2通過NO2 + NO?N2O3平衡被多余的NO淬火,提供額外的保護,防止副反應。因此,NOx正極可以與NO3?和NO和O2的混合物組裝在任何SoC上。
總的來說,在NO3–存在下,NO的氧化生成N2O3,而N2O3的還原生成NO和NO3–,共同提供電化學反應:NO3– + 3NO ? 2N2O3 + e–,其低質量/電荷比為152 g/mol。NOx對稱H-電池在400小時內顯示200個穩定循環,庫侖效率>97%,容量衰減可以忽略不計。
NOx正極的電化學性能
Gaseous Nitrogen Oxides Catholyte for Rechargeable Redox Flow Batteries,Angewandte Chemie International Edition 2022 DOI: 10.1002/anie.202216889
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