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论论资讯 ｜ 2024-04-25 ｜
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Energy and Environmental Sciences
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Reversible solid bromine complexation into Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub> MXene carriers: a highly active electrode for bromine-based flow batteries with ultralow self-discharge
Tang L.; Li T.; Lu W.; Li X.
Published：2024-01-01
DOI：10.1039/d4ee00580e
研究背景
随着社会的发展，对于清洁能源和高效能源存储的需求日益增长。然而，目前存在一些问题，如储能设备的自放电速度慢、成本高等。这些问题严重影响了能源存储技术的应用。为了解决这些挑战，研究人员们一直在寻找更高效、更经济的储能解决方案。
研究内容
最近，一项发表在《Energy and Environmental Science》期刊上的研究引起了广泛关注。这项研究探讨了基于溴的流动电池（Br-FBs）的新型电极设计。研究人员使用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）插层到Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub> MXene中，作为Br-FBs的电极。在这一设计中，CTAB作为溴络合剂形成了坚固的固态溴络合物，与高活性的Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>T<sub>x</sub> MXene载体相结合。这种强大且可逆的固态络合效应完全抑制了可溶性溴物质的扩散，同时有效克服了固态络合物对反应动力学的不利影响。实验结果显示，所组装的锌-溴流动电池在80 mA cm<sup>−2</sup>的条件下存放24小时后，保持率高达82.93%，显示出极高的容量保持率。
在更高的电流密度下（180 mA cm<sup>−2</sup>），这种电池展示了有史以来报告的最高电压效率（66.76%）和能量效率（66.06%），并且在高达580个循环期间表现出卓越的长期耐久性，具有99.30%的库仑效率。这项研究为设计具有极低自放电、高功率密度和长循环寿命的Br-FBs电极提供了新的策略。
研究意义
这项研究的创新之处在于成功设计了一种能够有效抑制自放电、提高能量效率和循环寿命的Br-FBs电极。通过引入CTAB作为溴络合剂，研究人员创造性地解决了Br-FBs中存在的溴物质扩散问题，同时保持了较高的反应动力学。这一研究为未来开发更高效、更稳定的能源存储技术提供了有益的启示。
希望这篇文章能够帮助你更好地了解这一前沿科技领域的最新进展！
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