关键词:
质子电池
甲基脲
氨基磺酸
电解质
析氢
摘要:
可充电水系质子电池正日益成为下一代储能系统的重要候选者,其具备快速的质子扩散动力学和广泛的质子可用性.然而,析氢反应限制了其性能,导致容量衰减和电极腐蚀,进而缩短电池寿命.为此,探讨通过优化电解质以抑制析氢反应.基于甲基脲(MU)分子结构的非对称性,MU优先与氨基磺酸(SA)和水分子形成独特的溶剂化结构,并与水分子形成氢键网络,减少自由水分子的存在.将这种SA-MU-H_(2)O电解质应用于石墨//MoO_(3)电池体系中,对其结构、析氢抑制效果及电化学性能的研究表明,电解质的析氢电位由-1.09 V降低至-1.21 V,离子电导率达到29 mS/cm,凝固点从-3.63℃降至-32.10℃.经过500次充放电循环,使用SA-MU-H_(2)O电解质的电池容量保持率由原来的32%提高至83%,库仑效率为97%.这为水系电池在抑制析氢及提升其他性能方面提供了参考价值.