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木质素衍生的电纺独立碳材料作为氧化还原液流电池的替代电极

       氧化还原液流电池(RFB)是电网规模储能的出色替代品。RFB直接将化学能转换成电能,具有易扩展性和通用性。此外,由于不采用锂离子电池的插层反应,在充/放电时电极形态不变,因此不受相同容量衰减机制的影响,延长了使用寿命。而在RFB中,全钒氧化还原液流电池(VRFB)由于具有安全、大存储容量、快速响应、长循环寿命和高效率等优点,在商业上得到了广泛应用。目前,石墨毡和纸等碳材料由于其电导率高、稳定性和耐腐蚀性好、工作电位范围宽等优点,主要用作VRFBs的电极材料。然而,这些碳材料通常来自聚丙烯腈并在高温下加工。此外,这类电极通常表现出较差的电化学活性和润湿性,且高成本也限制了其大规模使用。因此,对高性价比和批量生产电极的需求鼓励了人们对生物质衍生材料的研究。
        在近期一篇发表于《Carbon》的论文中,伦敦玛丽皇后大学、都柏林大学、伦敦帝国理工学院、伦敦大学学院和Research Institutes of Sweden的研究人员共同报道了一种木质素衍生的电纺独立碳材料来作为氧化还原液流电池的替代电极。在三电极电池(或半电池)中测试时,木质素碳电纺毡对VO+2/VO2+的反应活性高于商品碳纸,这归因于其较高的表面积和氧官能团含量。当在全电池结构中测试时,电纺碳电极也显示出与商品碳纸相当的性能。
       这项工作首次证明了可持续电纺木质素衍生碳电极在氧化还原液流电池中的应用,并表明了生物质衍生碳在能源装置中的巨大应用潜力。(来源:QYIM & AMSC MJ GAN 编报)


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