我所研發出應用于鋅溴液流電池的高活性氮化鈦納米棒陣列復合電極材料

  近日,我所儲能技術研究部(DNL17)李先鋒研究員、張華民研究員團隊設計、制備了一種基于氮化鈦納米棒陣列三維復合電極材料,并應用于鋅溴基液流電池中,大大提高了其功率密度。

  溴(Br2/Br-)基液流電池,特別是鋅溴液流電池,具有能量密度高、電解液成本低等優勢,成為電化學儲能領域的研究熱點之一。但是Br2/Br-電對的反應活性較低,電極的極化較大,導致電池的功率密度較低,電堆成本相對較高。

  為此,該研究團隊設計制備出了一類基于氮化鈦納米棒陣列的自支撐三維層狀復合電極材料。在此設計中,碳氈電極作為復合電極的基底材料,其三維導電網絡保證了電極的高電子傳導率。氮化鈦納米棒陣列對Br2/Br-電對的高催化活性則降低了電極的電化學極化。此外,三維層狀和棒狀陣列結構有助于電解液向電極內部的滲透,提高了電極的離子傳輸速率,從而降低了傳質極化,大大提高了鋅溴液流電池得工作電流密度。該工作為高功率密度溴基液流電池電極材料的設計制備提供了新思路。

  上述研究工作得到CAS STS項目,CAS-DOE合作項目,大連科技創新項目和DICP基金等資助。相關研究成果于近日發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。(文/魯文靜 圖/王郴慧)

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