烷基磺酸蒽醌电解质的合成及其在液流电池中的应用
2021-07-10叶子祥储富强林本才
储能科学与技术 2021年4期
吕 腾,叶子祥,李 泾,储富强,林本才,2
(1常州大学材料科学与工程学院;2江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州 213164)
大规模储能技术可以有效解决可再生能源发电的随机性、间歇性和波动性等问题,实现平滑功率输出、跟踪计划发电,从而提高电网对可再生能源发电的消纳能力,有利于解决弃风、弃光等问题,同时对电网调频、调峰也会发挥重要作用。液流电池(RFB)是一种新型的电化学储能装置,具有能量储存和功率输出彼此独立、结构简单、储能规模大、循环寿命长及安全性高等优点[1-2]。目前,商业化程度最高的液流电池是全钒液流电池(VRFB),但VRFB 价格昂贵,且钒具有一定毒性,废钒电解液的后处理麻烦,还会对环境造成很大的危害[3-5]。
针对VRFB的缺点,近年来研究人员陆续开发了水性有机液流电池(AORFB)[6]和非水性有机液流电池(NAORFB)[7],它们的电解液选用了可持续性更好且种类丰富的具有氧化还原活性的有机分子,例如紫精[8]、茂金属[9]、吡啶鎓[10]、醌[11]、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)[12]、吩嗪衍生物[13]和其他有机小分[14],这些研究为新型RFB 的研究开辟了新的思路。在各种氧化还原活性有机分子中,蒽醌(AQ)已作为AORFB中的阳极电解液得到了广泛研究。液流电池的容量取决于电解质的浓度,而电解质的溶解度却与溶液的pH 值密切相关。大部分AQ分子主要应用于酸性或碱性AORFB[15],这是因为在酸性或碱性溶液中蒽醌及其衍生物才具有较高的溶解度,进而提高液流电池的容量。但是AQ分子在酸性或碱……
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