
于珠博士
在过去的几年里,电动汽车的销量呈指数级增长,同时对太阳能和风能等可再生能源的需求也在增长。根据国际能源署(IEA)的数据,截至2020年,美国有近180万辆注册电动汽车,是2016年的三倍多。
电动汽车要求随时随地都能充电,但太阳能和风能是间歇性能源,不能按需使用。它们产生的电力需要储存起来供以后使用,而不是浪费。这就是UA大学聚合物科学与聚合物工程学院教授Yu Zhu博士和他的研究团队通过开发一种更稳定的方式来储存这种重要能量的地方。
就像今天的加油站一样,发电站需要一个存储系统来保持电动汽车不断充电的电力。低成本、可扩展的氧化还原液流电池(RFB)是最适合此类系统的技术之一;然而,目前的rfb使用高成本和对环境有害的活性材料(电解质)。近年来,水溶性有机材料被提出作为rfb(即水性有机rfb,或aorfb)的未来电解质。有机电解质可以从可再生资源中获得,并以非常低的成本制造。然而,缺乏稳定的水溶性有机电解质材料,特别是正极电解质(阴极电解质),是aorfb的主要障碍。
朱的研究小组与王伟博士领导的太平洋西北国家实验室的科学家合作,成功开发了迄今为止最稳定的阴极电解质(正电解质),并展示了在6000次循环中保持90%以上容量的电池,以每天一次循环的速度预测超过16年的不间断服务。他们的研究成果最近发表在《自然能源》杂志上,朱的博士生李翔和赖云玉也参与了研究。

图为使用新型阴极液的液流电池,这是Yu Zhu博士帮助开发的技术的一部分。
朱说:“高性能rfb的开发将丰富电力储能系统的种类,弥补间歇性可再生能源的不足,从而在很大程度上提高电力设施(如车辆)的可用性。”“为了显著提高水性有机阴极硼的性能,开发新型阴极电解质的紧迫性至关重要。”
在Nature Energy发表的论文中,该团队不仅展示了一种最先进的阴极电解质在主动脉主动脉fb中的应用,而且还提供了一种全新的设计水溶性阴极电解质的策略,以提高其在水中的溶解度(能量密度)。研究人员不是通过附加亲水官能团来提高分子的溶解度,而是改变分子的对称性,从而显著提高了分子的溶解度。有了新的设计策略,团队计划设计新的材料,他们可以进一步成熟的rfb。
这项研究开发的技术已经提交了专利申请。材料的可扩展性将在bet365官网 PolyEnergy Inc.进一步研究,该公司是UA的一个分拆公司,由Zhu共同创立,专注于开发储能设备中的材料,包括锂离子电池和液流电池。
媒体联系:Alex knise, 330-972-6477或aknisely@uakron.edu。