首个真正意义上的有机电池

瑞典林雪平大学有机电子实验室的研究人员开发出第一块真正意义上的有机电池。它属于“氧化还原液流电池”类型,具有大容量,可用于存储来自风力涡轮机和太阳的能量,用作汽车的移动电源。

氧化还原液流电池是固定电池,其中的能量位于燃料本身中的电解质里,就像燃料电池一样。它们经常以“eco”开头,因为它们开启了存储来自太阳和风力等额外能源的可能性。此外,似乎可以无限次充电。电池通常包含钒,稀有且昂贵的金属,而在氧化还原液流电池中存储能量的电解质可以是水基的,这使电池更安全,但能量密度较低。

首席研究工程师Mikhail Vagin和有机电子实验室的同事现在不仅成功地生产了水基电解质,而且还成功地制造出有机材料电极,从而大大提高了能量密度。以这种方式可以制造完全有机的氧化还原液流电池。

他们将导电聚合物PEDOT用做电极,传输正离子(阳离子)或负离子(阴离子)。他们开发的水基电解质由醌分子溶液组成,而溶液可提取自树基材料。

“奎因酮可以源自木材,但是在这里我们直接使用了相同的分子,以及导电聚合物PEDOT的不同变体。事实证明它们彼此之间具有高度的相容性,就像大自然的礼物一样。” Viktor Gueskine说,他是有机电子实验室的首席研究工程师,也是该文章的作者之一。文章现已发表在《高级功能材料》上。

高相容性意味着PEDOT电极可帮助醌分子在其氧化态和还原态之间切换,并以此方式产生质子和电子流。

“通常很难控制离子过程,但是我们成功了。我们还在电催化中使用了一种基本现象,溶液中一种特殊离子(在这种情况下为醌离子)被转化为电流。我们可以将其作为离子选择性电催化,且可安置于其他类型的膜存储设备中,例如电池,燃料电池和超级电容器。这是全新的发现。” Mikhail Vagin说道。 。

有机氧化还原液流电池的能量密度仍低于含钒电池,但它们非常便宜,完全可回收,安全且非常适合存储能量并补偿电网中的负载变化。也许将来我们会在家中使用有机氧化还原液流电池。

原文:https://techxplore.com/news/2020-10-battery.html

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