V rámci spolupráce s Univerzitou Pavla Jozefa Šafárika (UPJS) prebiehala syntéza a testovanie nových vo vode rozpustných organických elektrolytov.
Vanádiová redoxná prietoková batéria predstavuje najnovší stav techniky vďaka svojmu úžasnému výkonu. Napriek tomu slabá dostupnosť vanádiového elektrolytu, zlý dodávateľský reťazec, ako aj ďalšie obmedzenia týkajúce sa teplotného rozsahu, dimerizácie vanádu (V), vysoko nákladných iónomeničových membrán prinútili vedcov zamerať svoje úsilie na hľadanie rôznych alternatív. Tu sa organické molekuly javia ako jedna z najsľubnejších alternatív, ktoré sa dajú ľahko vyrábať na celom svete a môžu zahŕňať redoxné reakcie s rôznymi elektrónmi. Výskumný a vývojový tím InoHub v spolupráci s UPJS syntetizoval 15 nových organických elektrolytov. Organická chémia je rozsiahla oblasť, kde môžeme nájsť 7 rôznych skupín organických redox aktívnych molekúl, v tomto zmysle sme syntetizovali rôzne triazíny, fenazíny, viologény a chinóny ako anolyty a TEMPOL, komplexy železa a hydrochinóny ako katolyty.
Po optimalizácii syntézy týchto zlúčenín s cieľom dosiahnuť, aby bola cenovo efektívna a krátka, sa vyhodnotí testovanie týchto nových 15 materiálov. Počnúc 50 cm2 jednočlánkovými experimentmi budú tieto materiály testované pomocou galvanostatického cyklovania a galvanostatického cyklovania + potenciostatického udržiavania pri prúdoch nad 100 mA/cm2, aby sa zvýšila hustota výkonu batérií RFB. Týmto spôsobom sa objasní stabilita materiálov pri cyklovaní. Polarizačné krivky batérie pri rôznom stave nabitia ukážu interakciu nabitých a nenabitých molekúl s membránou a elektródami. Nakoniec, udržiavaním molekúl v rôznom stave nabitia (od 10 do 90 %) sa pochopí chemická stabilita nabitých molekúl.
Organické molekuly pre redoxné prietokové batérie predstavujú sľubnú budúcnosť, treba však investovať obrovské množstvo práce do optimalizácie výkonu organických elektrolytov, ako aj ich kompatibility s ostatnými komponentmi batérií.
POĎAKOVANIE:
Táto práca bola podporená projektom: IPCEI_IE_FLOW_BESS_012021