中科院研發(fā)出鋅溴液流電池高活性氮化鈦納米棒陣列復(fù)合電極材料

大連化物所研發(fā)出應(yīng)用于鋅溴液流電池的高活性氮化鈦納米棒陣列復(fù)合電極材料

近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、制備了一種基于氮化鈦納米棒陣列三維復(fù)合電極材料，并應(yīng)用于鋅溴基液流電池中，大大提高了其功率密度。

溴（Br₂/Br^-）基液流電池，特別是鋅溴液流電池，具有能量密度高、電解液成本低等優(yōu)勢(shì)，成為電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但是Br₂/Br^-電對(duì)的反應(yīng)活性較低，電極的極化較大，導(dǎo)致電池的功率密度較低，電堆成本相對(duì)較高。

為此，該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備出了一類基于氮化鈦納米棒陣列的自支撐三維層狀復(fù)合電極材料。在此設(shè)計(jì)中，碳?xì)蛛姌O作為復(fù)合電極的基底材料，其三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)保證了電極的高電子傳導(dǎo)率。氮化鈦納米棒陣列對(duì)Br₂/Br^-電對(duì)的高催化活性則降低了電極的電化學(xué)極化。此外，三維層狀和棒狀陣列結(jié)構(gòu)有助于電解液向電極內(nèi)部的滲透，提高了電極的離子傳輸速率，從而降低了傳質(zhì)極化，大大提高了鋅溴液流電池的工作電流密度。該工作為高功率密度溴基液流電池電極材料的設(shè)計(jì)制備提供了新思路。

上述研究工作得到CAS STS項(xiàng)目、CAS-DOE合作項(xiàng)目、大連科技創(chuàng)新項(xiàng)目和DICP基金等資助。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。