锑离子添加剂对低共熔溶剂(DES)电解液液流电池的性能改善研究

作     者：纪燕男 孙培茁 马强 张玮琦 苏华能 徐谦 JI Yannan;SUN Peizhuo;MA Qiang;ZHANG Weiqi;SU Huaneng;XU Qian

作者机构：南通理工学院电气与能源工程学院江苏南通226002 江苏大学能源研究院江苏镇江212013 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2021年第72卷第6期

页      面：3368-3379页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51676092) 江苏省“六大人才高峰”项目(2016-XNY-015) 

主　　题：低共熔溶剂(DES) 氧化还原液流电池(RFB) 锑离子 电池性能 

摘      要：非水系氧化还原液流电池(NARFB)的广泛应用受制于其较低的性能。在电解液中加入一些金属离子添加剂是一种可能的解决方案。实验研究了Sb3+离子对低共熔溶剂(DES)电解液液流电池电化学性能的影响。结果表明,添加Sb3+离子可以强化V(Ⅲ)/V(Ⅱ)氧化还原离子对的电化学反应动力学(最高可达22.6%)过程,钒离子在DES中的扩散系数提高了63.3%,并且电荷转移电阻降低了11.9%。场发射扫描电子显微镜表明,Sb^(3+)离子电沉积在石墨毡的表面,对电化学反应起催化作用,从而改善了电化学性能。考虑增强的动力学和降低的活性比表面积之间的平衡,确定了Sb3+的最佳浓度为15 mmol·L^(-1)。此外,当使用含有Sb3+的负极电解液液流电池时,液流电池的功率密度提高了31.2%,从含原始电解质的3.08 mW·cm^(-2)到含15 mmol·L^(-1) Sb^(3+)离子的4.04 mW·cm^(-2)。这些结果为改善NARFB的电池性能提供了一个便捷而有前景的方法。