研究人员发现找到高效电池的有效方法

可再生能源领域的进展速度不仅受到从太阳、风、海洋或地球辐射热中获取能量的技术的限制，还受到在能量被释放后有效储存和部署的能力的限制。驾驭。

毫无疑问，开发可扩展以满足电网需求的可靠电池的主要障碍是材料成本，以及寻找最佳材料所需的研究。

在圣路易斯华盛顿大学，麦凯维工程学院 Roma B. & Raymond H. Wittcoff 杰出大学教授 Vijay Ramani 实验室的一个研究小组开发了一种方法来确定哪些材料适合作为用于电网规模储能的任何有机氧化还原液流电池 (ORFB) 的关键组件：电解质。

有机氧化还原液流电池 (ORFB) 成本低。他们的设计使每单位大规模储存的电力比锂离子电池便宜，并且它们使用廉价的有机材料作为电池活性物质(阴极和阳极)。

“在我们的系统中，我们使用紫精，它被广泛用作除草剂并且非常便宜，”第一作者、Ramani 实验室的博士生 Kritika Sharma 说。“如果我们使用这种有机活性物质，那么主要的决定是，'我们将它溶解在什么电解质中以最大限度地提高电池效率?'”她说。

传统上，回答这个问题需要进行大量反复试验和分析。然而，Ramani 的团队发现，有可能消除大部分工作：一个通用描述词，表明哪种电解质与有机活性物质搭配得最好。

除了 Sharma 之外，由 Shrihari Sankarasubramanian 和 Javier Parrondo 组成的 Ramani 的研究小组研究了两种活性物质(二氯化二茂铁阴极和丙基四氯化紫罗碱阳极)和六种电解质(硫酸、盐酸、甲磺酸、硫酸钠;氯化钠;和甲烷磺酸钠)在中性和酸性 pH 值下。他们发现他们的通用描述符表明了具有最互补的化学和电池性能特征的组合——低放电极化和高开路电压。

“我们的描述词，即溶剂重组能，使我们能够证明含有甲磺酸盐或氯离子反离子的低 pH 电解质效果最好，”该论文的联合第一作者、德克萨斯大学圣安东尼奥分校化学工程助理教授 Sankarasubramanian 说。 . “我们能够通过在实验室中进行一小时的实验而不是通常的几天或几周来预测这一点。”

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