Prolongando la vida útil de las baterías de flujo plomo Soluble con un aditivo de acetato de sodio

Viento y fuentes de energía renovables como la solar se han desarrollado durante décadas, pero su naturaleza intermitente plantea grandes retos. Para una rejilla de energía futuras con fuentes renovables de energía incorporado, rejilla estabilización y nivelación de la carga son críticos y se logra mediante la integración de almacenamiento de energía. Baterías de flujo redox (OPR) están una de las opciones prometedoras para el almacenamiento de energía de escala de la rejilla. OPR tradicionales contienen membranas ion-selectivas separar anolito y catolito; por ejemplo, la RFB todos-vanadio ha demostrado funcionar con alta eficiencia y un largo ciclo de vida^1,2. Sin embargo, su cuota de mercado como almacenamiento de energía es muy limitada en parte por materiales costosos que comprende las membranas ion-selectivas ineficaces. Por otra parte, una batería de flujo de flujo único plomo soluble (SLFB) es presentada por Plectcher et al. ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5}. el SLFB es membrana menos porque tiene sólo una especie activa, Pb(II) iones. PB(II) iones son electrochapados en el electrodo positivo como PbO₂ y el electrodo negativo como Pb simultáneamente durante la carga y convierten a Pb(II) durante la descarga. Un SLFB así necesita la bomba de una circulación y un electrolito tanque de almacenamiento, que a su vez potencialmente puede conducir a la reducción de capital y costos operativos en comparación con el convencionales OPR. La vida de ciclo publicado de SLFBs, sin embargo, hasta ahora se limita a menos de 200 ciclos bajo flujo normal condiciones^6,7,8,9,10.

Factores que conducen a una vida de ciclo corto SLFB asocia preliminarmente de deposición/disolución de PbO₂ en el electrodo positivo. Durante los procesos de carga y descarga, la acidez del electrolito se encuentra aumentar más profundo o repetidos ciclos¹¹y protones se sugieren para inducir la generación de una capa de pasivación de PbO no estequiométrica_x^{12, 13}. el derramamiento de PbO₂ es otro fenómeno relacionado con degradación SLFB. La vertiente PbO₂ partículas son irreversibles y no pueden ser utilizadas. La eficiencia coulombic (CE) de SLFBs en consecuencia declina debido a las reacciones electroquímicas están desequilibradas como electrodepósitos acumuladas en ambos electrodos. Para extender el ciclo de vida de SLFBs, estabilizando el pH fluctuación y raffinate estructura son críticos. Un trabajo reciente muestra un rendimiento mejorado y extendido ciclo de vida de SLFBs con la adición de acetato de sodio (NaOAc) en electrólito de methanesulfonic¹¹.

Aquí, se describe un protocolo detallado para emplear NaOAc como aditivo para el electrolito metanosulfónico en SLFBs. Se muestra el rendimiento SLFB a mejorarse y la vida útil puede prolongarse por más de 50% en comparación con SLFBs sin aditivos NaOAc. Además, se ilustran los procedimientos para el lanzamiento de medición de índice (TI) con el propósito de la comparación cuantitativa de efectos aditivos en la electrodeposición. Finalmente, se describe un método de preparación de muestra análisis microscopia electrónica (SEM) para raffinate de electrodos SLFB y el impacto aditivo en raffinate se manifiesta en imágenes adquiridas.