Исследователи из Сколковского института науки и технологий совместно с российскими коллегами разработали новые соединения для использования в качестве католитов и анолитов в органических проточных аккумуляторах. Открытие приближает эту развивающуюся технологию к коммерциализации. Результаты исследований опубликованы в двух статьях в журналах Journal of Materials Chemistry A и Chemical Communications.
Ученые из Сколтеха, Института проблем химической физики РАН и Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева описали новые перспективные католиты и анолиты для проточных редокс-батарей. Исследователи протестировали растворимость и электрохимические свойства семи синтезированных редокс-активных соединений на основе триариламина. Все разработанные соединения обладают практически неограниченной растворимостью в полярных органических растворителях, то есть на их основе можно создавать проточные аккумуляторы высокой емкости. Кроме того, синтезированное учеными производное с олигомерными этиленгликолевыми заместителями продемонстрировало стабильное циклирование в качестве анолита в проточном аккумуляторе.
Аккумуляторы для электросетей должны удовлетворять требованиям по безопасности, срокам эксплуатации и обладать возможностью масштабирования. Проточные редокс-батареи отвечают всем этим требованиям, однако их низкая удельная емкость препятствует широкому коммерческому использованию. Для решения этой проблемы ученые пытаются создать более совершенные компоненты. Основное преимущество неводных проточных редокс-батарей, которые авторы стремились улучшить, — высокое напряжение, большое разнообразие органических редокс-активных молекул и работоспособность батарей при низких температурах.
«В результате нашей работы был получен новый класс соединений, которые можно использовать в проточных аккумуляторах. Ранее политриариламины исследовались в качестве катодных материалов в металл-ионных аккумуляторах, однако в проточных аккумуляторах этот класс соединений исследован не был. Триариламины демонстрируют стабильный и полностью обратимый окислительно-восстановительный процесс, и кроме того, они могут быть легко модифицированы для тонкой настройки окислительно-восстановительного потенциала и физических свойств молекул. Также мы обнаружили, что соединения на основе триариламинов способны сохранять свои электрохимические свойства даже при наличии воды в органическом растворителе, что позволяет снизить стоимость и требования к качеству его подготовки», — говорит соавтор исследования Елена Ромадина.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
