二氧化錳（MnO2）儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，有望作為液流電池等長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能技術(shù)的半固態(tài)電極。然而，與全液流電池的電解液相比，半固態(tài)電極的泵送要求更嚴(yán)格，這可能會(huì)限制其技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

近日，麻省理工學(xué)院Yang Shao-Horn，Thaneer Malai Narayanan報(bào)道了將被廣泛研究的MnO2作為一種模型低成本活性材料，以了解半固態(tài)電極的組成如何影響其對(duì)半固態(tài)液流電池（SSFB）成本的貢獻(xiàn)。

文章要點(diǎn)

1）研究人員首先通過(guò)電化學(xué)和流變實(shí)驗(yàn)確定了改變半固態(tài)電極組成對(duì)Zn-MnO2電池電化學(xué)性能和漿糊狀半固態(tài)電極流變性能的影響。

2）其次，研究人員利用實(shí)驗(yàn)確定的半固態(tài)電極的電化學(xué)和流變特性，對(duì)SSFB系統(tǒng)進(jìn)行自下而上的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。從已發(fā)表的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文獻(xiàn)中獲得器件和材料成本參數(shù)。這種自下而上的方法使研究人員能夠深入了解半固態(tài)電極的電化學(xué)性能和流變特性之間的權(quán)衡，并確定降低SSFB成本的策略。

3）計(jì)算了Zn-MnO2 SSFB系統(tǒng)的LCOS，并和其他電化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了比較，以了解SSFB在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能方面的競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)果顯示，Zn-MnO2 SSFB可以與鋰離子和VRFB系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)，特別是在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能（例如>24 h）方面。

參考文獻(xiàn)

Narayanan et al., Low-cost manganese dioxide semi-solid electrode for flow batteries, Joule (2021)

DOI：10.1016/j.joule.2021.07.010