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  • 基于Bi3+过膜缓释策略的在线铋沉积对铁铬液流电池性能的影响

    基于Bi3+过膜缓释策略的在线铋沉积对铁铬液流电池性能的影响
    Bi3+过膜缓释在线铋沉积铁铬液流电池性能影响缓释策略
    11 浏览2025-07-20 更新pdf12.6MB 共8页未评分
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    《基于Bi3+过膜缓释策略的在线铋沉积对铁铬液流电池性能的影响》是一篇探讨新型电化学储能系统中关键材料与技术优化的论文。该研究聚焦于铁铬液流电池(FeCr-VRFB)这一具有广阔应用前景的储能技术,旨在通过引入Bi3+过膜缓释策略,实现在线铋沉积,从而提升电池的整体性能。

    铁铬液流电池因其成本低、安全性高以及适合大规模储能等优势,近年来受到广泛关注。然而,其在循环稳定性、能量效率以及电极材料耐久性方面仍存在诸多挑战。特别是在充电和放电过程中,由于铁离子和铬离子的复杂反应机制,容易导致活性物质的损失或电极表面的钝化现象,进而影响电池的寿命和性能。

    针对这些问题,本研究提出了一种创新性的解决方案:利用Bi3+离子作为缓冲剂,通过膜材料的过膜缓释作用,在电池运行过程中实现在线铋沉积。这种策略的核心在于,Bi3+离子能够与铁铬体系中的活性物质发生协同作用,形成稳定的复合物,从而抑制副反应的发生,并改善电极表面的导电性和反应活性。

    实验结果表明,采用Bi3+过膜缓释策略后,铁铬液流电池的能量效率显著提高,同时循环稳定性也得到明显增强。具体而言,在多次充放电循环后,电池的容量保持率较高,且电压滞后现象得到有效缓解。这表明,Bi3+的引入不仅有助于改善电极材料的表面性质,还能有效调控电解液中的离子传输行为。

    此外,研究还通过多种表征手段对电极表面的变化进行了分析,包括扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学阻抗谱(EIS)等。这些分析结果显示,Bi3+的沉积改变了电极表面的微观结构,形成了更加均匀且稳定的反应界面,从而提高了电荷转移效率。

    值得注意的是,该研究还探讨了Bi3+浓度对电池性能的影响。实验发现,当Bi3+浓度处于一定范围内时,电池性能达到最佳状态;而浓度过高或过低则可能对电极产生不利影响。因此,如何精确控制Bi3+的释放速率成为进一步优化该策略的关键。

    综上所述,《基于Bi3+过膜缓释策略的在线铋沉积对铁铬液流电池性能的影响》这篇论文为铁铬液流电池的性能提升提供了一种新颖且有效的思路。通过引入Bi3+过膜缓释策略,不仅能够改善电极材料的反应特性,还能提升整个系统的稳定性和效率。这对于推动液流电池技术的发展,尤其是在大规模储能领域的应用,具有重要的理论价值和实际意义。

    未来的研究可以进一步探索Bi3+与其他添加剂的协同作用,以及在不同电解液体系下的适用性。同时,针对Bi3+的可持续回收与再利用问题,也需要进行深入研究,以确保该策略在长期运行中具备良好的经济性和环境友好性。

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