鎢在液流電池中的應用

近日，ScienceDirect官網消息顯示，過渡金屬鎢能應用在液流電池中，即厦門大學陳嘉嘉教授課題組發現多金屬氧酸鹽團簇材料{CoW12}是一種理想型的儲能材料，具有多電子氧化還原能力，可調節的水溶性，能有效提高水系液流電池的輸出電壓和能量密度。

據中鎢在綫瞭解，液流電池是由Thaller于1974年提出的一種電化學儲能技術，是利用正負極電解液分開、各自循環的一種高性能蓄電池，具有容量高、循環使用壽命長的特點。在液流電池中，活性物質儲存于電解液中，具有流動性，可以實現電化學反應場所（電極）與儲能活性物質在空間上的分離，電池功率與容量設計相對獨立，適合大規模蓄電儲能需求。

儲能液相電對是液流電池的核心組分，其物理化學性質直接决定液流電池的性能。常見的儲能液相電對包括金屬離子、鹵素離子以及有機分子等。通過調節儲能液相電對的分子結構，能實現對液流電池功率和容量的調控，但是這往往需要繁複的分子設計與合成過程。

厦門大學研究者設計出的多金屬氧酸鹽團簇材料{CoW12}，通過調控POMs的質子/電子轉移過程，能提升的液流電池的功率與容量。研究表明，多金屬氧酸鹽團簇材料{CoW12}的{W12O36}外殼和{CoO4}內核具有截然不同的電極反應過程。

其中，{W12O36}外殼是質子耦合電子的內球電子轉移反應，在低電位區間表現出兩個2e-氧化還原峰，且峰電位隨pH變化。{CoO4}內核是外球電子轉移反應，在高電位區間表現出一個1e-氧化還原峰，且峰電位不受pH影響。隨著pH的升高，{W12O36}外殼電位負移，{CoO4}內核的電位不變。因此，將pH從1提升至4時，{CoW12}電位窗口從1.31V拓寬至1.56V。

利用{W12O36}外殼和{CoO4}內核的電化學氧化還原反應分別作爲正負極反應，構建{CoW12}對稱型液流電池。在pH爲4時，電池的最高輸出電壓平臺爲1.56V，幷且400圈長循環平均庫倫效率高于99%，容量保持率高于96%。（來源：科學材料站）

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