UNIST团队推进铁铬液流电池研发:铋涂覆电极提升反应动力学并抑制析氢

UNIST(蔚山科学技术院)相关研究团队在大规模储能系统(ESS)开发方面取得进展,研究重点为铁铬液流电池(ICRFB)。该类电池采用含铁、铬的水溶液作为电解液,具备水系体系带来的安全特性,并因铁、铬资源丰富、成本较低而被认为适用于电网级储能场景,可为数据中心等高负荷设施提供电力支持,同时降低易燃电解液带来的风险。

研究团队由能源化学系李贤旭教授领衔。团队指出,铁铬液流电池的应用长期受限于铬反应动力学较慢以及副反应(尤其是氢气析出)带来的效率与寿命问题。为解决上述瓶颈,团队提出基于界面工程的电极改性方法,通过在电极表面电沉积铋(Bi)进行涂覆,以提升目标反应并抑制副反应。

根据团队在《材料化学A》期刊发表的论文,该表面改性带来两项关键效果:其一,Cr³⁺/Cr²⁺电荷转移动力学加快,提升幅度约为10倍;其二,氢气析出反应(HER)受到抑制,起始电位向更负方向移动,从而降低副反应对电池运行的影响。

研究结果显示,在上述“催化与抗催化”双重作用下,电池可稳定运行超过500个循环,平均能量效率为75.22%。同时,库仑效率达到99.29%,研究团队据此表示,注入体系的电子几乎全部参与了有效电化学反应。

李贤旭表示,该研究表明电极界面设计不仅能够促进期望的电化学反应,也可以有针对性地抑制不希望发生的副反应,为提升水系液流电池的耐久性与效率提供了新的思路。他还提到,团队此前在《先进能源材料》(2023年)首次报道六氰铬酸盐作为基于阴离子的铬氧化还原介质,此后持续围绕该化学体系开展研究并发表多篇论文,以进一步理解并推动其在储能应用中的可行性。


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