Prolonger la durée de vie des piles d’écoulement plomb Soluble avec un additif de l’acétate de Sodium

Vent et des énergies renouvelables notamment l’énergie solaire ont été développés depuis des décennies, mais leur nature intermittente pose de grands défis. Une grille de future puissance avec des sources d’énergie renouvelables intégrées, stabilisation de la grille et le nivellement de charge sont critiques et peuvent être réalisés en intégrant le stockage de l’énergie. Batteries de flux redox (ORP) sont l’une des options prometteuses pour le stockage de l’énergie à l’échelle de la grille. ORP traditionnels contiennent des membranes sélectives qui sépare anolyte et catholyte ; par exemple, la RFB all-vanadium a montré pour fonctionner avec une grande efficacité et un long cycle de vie^1,2. Toutefois, leur part de marché comme stockage d’énergie est très limitée en partie à cause de matériaux comprenant coûteux et inefficaces membranes sélectives. En revanche, une batterie de débit de flux unique plomb soluble (SLFB) est présentée par Plectcher et al. ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5}. le SLFB est sans membrane car elle n’a qu’une seule espèce active, les ions pb (ii). Les ions pb sont galvanisées à l’électrode positive comme PbO₂ et l’électrode négative comme Pb simultanément pendant le chargement et reconvertir en PB (ii) au cours de l’exercice. Un SLFB doit donc un circulateur et un électrolyte réservoir seulement, qui peut conduire à son tour au capital réduit et les coûts opérationnels par rapport aux ORP classiques. La vie de cycle publiée de SLFBs, cependant, est jusqu’ici limitée à moins de 200 cycles de flux normal des conditions^6,7,8,9,10.

Facteurs menant à une vie de cycle courte SLFB sont préalablement associées aux dépôts/dissolution de PbO₂ à l’électrode positive. Au cours du processus de charge/décharge, l’acidité de l’électrolyte se trouve à augmenter au cours de cycles profonds ou répétée¹¹et protons sont suggérés pour induire la production d’une couche de passivation de non-stoechiométriques PbO_x^{12, 13}. l’effusion de PbO₂ est un autre phénomène lié à la dégradation SLFB. Hangar de PbO₂ particules sont irréversibles et peuvent ne plus être utilisés. L’efficacité coulombienne (EC) du SLFBs décline en conséquence en raison de réactions électrochimiques déséquilibrées comme electrodeposits accumulés sur les deux électrodes. Pour prolonger la vie de cycle de SLFBs, stabiliser le pH, fluctuation et electrodeposition structure sont essentiels. Une étude récente montre une amélioration des performances et le cycle prolongé la vie de SLFBs avec addition d’acétate de sodium (NaOAc) méthanesulfonique électrolyte¹¹.

Ici, un protocole détaillé pour employer NaOAc comme additif à l’électrolyte méthanesulfonique dans SLFBs est décrite. La performance de SLFB s’est avérée être améliorée et la durée de vie peut être prolongée de plus de 50 % par rapport à SLFBs sans additifs NaOAc. En outre, des procédures pour lancer la mesure de l’indice (TI) sont illustrées aux fins d’une comparaison quantitative des effets additifs sur électrodéposition. Enfin, on décrit une méthode de préparation échantillon de microscopie électronique (MEB) balayage pour electrodeposition sur des électrodes de SLFB et l’effet additif sur electrodeposition se manifeste dans les images acquises.