“新型有机液流电池使分解的分子恢复生机”
经过多年在有机水流电池方面的进展,哈佛大学的研究人员面临了为破碎电池而供电的有机蒽醌分子随着时间的推移逐渐分解,从而降低电池长时间采用性的问题。
现任研究员-迈克尔·阿齐兹,哈佛大学约翰·; 由保尔森工程应用科学学院( seas )的材料与能源技术教授基因和崔西·赛克斯、托马斯·达德利·卡博特化学教授罗伊·戈登指导。 材料科学教授-不仅研究了分子如何分解,还研究了分子如何减轻,反之亦然。
在他们的论文中被称为dhaq的死亡分子,在实验室中被称为僵尸醌,是大规模生产中最便宜的。 该团队的复兴方案将电池的容量衰减率至少降低了40倍,电池完全由低价化学品组成。
这项研究发表在美国化学学会杂志上。
阿齐兹说,低质量的生产价格是有机液流电池获得广泛市场渗透的关键。 因为,如果能够使用这些技术将dhaq的寿命延长到数十年,我们就能够得到成功的化学反应。
这是用间歇可再生电力代替化石燃料的重要一步,戈登说。
自此,aziz、gordon及其团队致力于开发安全、经济高效的有机水流电池,储存来自风力和太阳能等间歇可再生能源的电力,不刮风,没有太阳也提供电力。 闪闪发光。 他们的电池采用叫做蒽醌的分子,由碳、氢、氧等天然丰富的元素构成,储存并释放能量。
最初,分子的寿命像锂离子电池等固体电极一样,被认为依赖于电池的充电和放电的次数。 然而,在不和谐的结果中,研究人员发现,无论电池被采用多少次,这些蒽醌都会在一定时期内缓慢分解。 他们发现分解的数量基于分子的日历年龄,而不是一个充电和放电的频率。
这个发现将激励研究者研究分子分解的机制。
戈登说,研究人员发现,这些蒽醌分子在碳环中含有两个氧原子,充电后会失去一个氧原子,有成为不同分子的倾向。 如果发生这种情况,它会引起事物的连锁反应,导致不可逆的能量储存材料的损失。
研究人员发现了两种不会引起连锁反应的技术。 第一,将分子暴露在氧气中。 研究小组发现,分子在充放电循环正确的部分暴露在空气体中时,会从空气体中吸收氧气,恢复为原来的蒽醌分子——就像从死者身上回来了一样。 这样,一个实验恢复了70%的损耗容量。
其次,该小组发现电池过度充电会产生分解加速的条件。 通过不过度充电,采用寿命将延长40倍。
阿齐兹说,在未来的事业中,有必要明确如果正确设计这些做法,这些做法的组合可以延长电池的采用寿命。
戈登说,分解和再生的机制很可能与所有蒽醌有关,蒽醌类是流动电池中最被认可、最有前途的有机分子。
这项重要工作代表了低价格、长寿命移动电池的巨大进展,节能电力储存办公室主任imre gyuk说。 为了使电网能够吸收更多绿色可变的可再生能源,需要这样的设备。
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