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導(dǎo)讀：英國(guó)研究人員利用電泳沉積氮摻雜石墨烯(N-G)改性的標(biāo)準(zhǔn)碳紙電極，提高了利用于氧化還原流電池的混合氧化還原流電池的電化學(xué)性能。根據(jù)他們的研究結(jié)果，這些電極能夠滿足這些HRFC的苛刻電化學(xué)要求，并具有更強(qiáng)的性能和操作性。

來(lái)自華威大學(xué)和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的英國(guó)研究團(tuán)隊(duì)提出利用混合電極使氧化還原流電池(RFB)更接近商業(yè)可行性。

科學(xué)家們利用標(biāo)準(zhǔn)碳紙電極(CP)與電泳沉積的氮摻雜石墨烯(N-G)改性，他們聲稱這種電極能夠滿足混合氧化還原流電池(HRFC)的電化學(xué)要求。這些電池是開(kāi)發(fā)可靠的大規(guī)模氧化還原流存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，通常由一個(gè)電化學(xué)電池、一個(gè)儲(chǔ)罐和一個(gè)氫氣或氧氣氣瓶組成。

然而，HRFCs的高成本以及低循環(huán)性能，與常用碳基電極相關(guān)的不兼容性，迄今為止限制了其商業(yè)可行性。研究人員表示：“為了實(shí)現(xiàn)成本效益和最大化RFB和HRFCs的利益，它們需要在更高的電流密度下運(yùn)行，因?yàn)檫@可以有效地減少每堆電池的尺寸和數(shù)量。這基本上取決于HRFC電極在其微觀結(jié)構(gòu)特征方面的工程效率，以及它們能夠在多大程度上應(yīng)對(duì)其苛刻的工作條件。”

學(xué)者們將混合電極應(yīng)用于三種類型的HRFC：氫/釩(RHVFC)裝置；氫/錳(RHMnFC)電池；以及多硫化物/空氣(S-Air)裝置。一種無(wú)粘結(jié)劑的水平電泳沉積（EPD）技術(shù)被用來(lái)激活電極。EPD是一個(gè)兩步過(guò)程，使懸浮在膠體溶液中的顆粒能夠被收集到基底上。據(jù)科學(xué)家們介紹，這種技術(shù)是一種無(wú)粘結(jié)劑的過(guò)程，可以精確控制少層石墨烯顆粒的沉積，并排除石墨烯聚合體。他們解釋說(shuō)：“作為氣體擴(kuò)散層的碳紙（CP）（SGL 10AA，以下簡(jiǎn)稱SGL）被用作RHVFC和RHMnFC的正極，以及S-A ir電池的負(fù)極。” 進(jìn)行了測(cè)試，將這三種電極的電化學(xué)性能與市面上的液態(tài)液態(tài)全釩RFB進(jìn)行了比較。英國(guó)小組總結(jié)道：“我們已經(jīng)證明，這些電極能夠滿足這些HRFCs的苛刻電化學(xué)要求，這一點(diǎn)從它們?cè)鰪?qiáng)的性能和可操作性中可以看出，這歸功于這些電極的高特異性來(lái)自于增強(qiáng)的電化學(xué)表面積、化學(xué)/電化學(xué)穩(wěn)定性和催化活性的協(xié)同效應(yīng)。此外，估計(jì)的系統(tǒng)成本表明，HRFCs是商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)VRFB的潛在低成本替代品。”

展望未來(lái)，學(xué)者們正計(jì)劃通過(guò)用N-G改性電極或獨(dú)立的分層納米材料結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的碳電極來(lái)優(yōu)化HRFCs。他們的發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在ACS出版物上的《通過(guò)無(wú)粘結(jié)劑和電泳沉積氮摻雜石墨烯在碳紙電極上具有增強(qiáng)的電化學(xué)性能的混合氧化還原流通池》中進(jìn)行了研究。

原標(biāo)題：英國(guó)投入氧化還原流電池混合電極實(shí)驗(yàn) 克服傳統(tǒng)限制更接近商業(yè)可行性