Китай победил: проточные батареи обеспечили энергоэффективность 88% через 850 циклов

Ученые из Университета Вэньчжоу и Университета Гуанси (Китай) объявили о прорыве в технологии окислительно-восстановительных проточных батарей (RFB). Они решили проблему медленной кинетики реакции и ограниченного срока службы, разработав новый каталитический электрод.

Новая разработка устраняет критические ограничения в существующих окислительно-восстановительных проточных батареях на основе полисульфида-йодида (SIRFB) и может привести к широкому внедрению этого решения для хранения энергии, пишет interestingengineering.com.

Исследователи использовали двумерный нанолист дисульфида молибдена (MoS2), который был улучшен отдельными атомами кобальта (Co) и вакансиями серы (SV). Впоследствии они создали материал, который назвали CoSA-VS/MoS2. Они сосредоточились на преодолении проблем, связанных с многоступенчатыми реакциями переноса заряда.

"Многоступенчатые реакции переноса заряда в парах S2-/Sx2- и I–/I3- на электроде приводят к повышенному поляризационному сопротивлению и плохой кинетической обратимости, что приводит к медленному поведению адсорбции, ограниченному сроку службы и снижению энергоэффективности, тем самым препятствуя широкому внедрению SIRFB", — объяснила команда.

Полученный SIRFB продемонстрировал энергоэффективность 87,9% при 20 мА см-2. Это значительно превосходит производительность других известных материалов. Дальнейшие испытания показали пиковую плотность мощности 95,7 мВт см-2 и среднюю энергоэффективность 76,5% при 30 мА см-2 за 50 циклов.

Примечательно, что батарея сохраняла стабильную работу в течение приблизительно 850 циклов при 10 мА см-2 с 10% состоянием заряда (SOC) и демонстрировала низкое перенапряжение 113 мВ при 20 мА см-2.

Команда также подчеркнула устойчивость батареи, отметив, что начальная энергоэффективность 93,1% может быть почти полностью восстановлена путем обновления электролитов после 200 и 600 циклов.

"Примечательно, что начальная энергоэффективность 93,1% может быть почти полностью восстановлена после обновления электролитов (200-й и 600-й циклы)", — рассказали ученые.

Данная разработка знаменует значительный прогресс в технологии RFB, обещая более эффективные и долговечные решения для хранения энергии для различных приложений. Это может иметь позитивные последствия для развертывания возобновляемых источников энергии, которым требуются надежные и эффективные решения для хранения энергии.