金松Acc. Chem. Res.综述:集成太阳能液流电池的设计原理及发展
Nanoyu Nanoyu 2020-10-23


由于阳光的间歇性,实用的太阳能利用系统既需要高效的太阳能转换技术,又需要廉价的大规模储能技术。传统的往返太阳能利用系统通常依赖于两个或更多分离设备的组合来满足这样的要求。集成太阳能液流电池(SFBs)是一种集太阳能转换和电化学储存于一体的新型装置。在SFBs中,被光电极吸收的太阳能通过给溶解在与光电极接触的电解质溶液中的氧化还原对充电而转化为化学能。为了按需供电,需要进行反向氧化还原反应,以释放存储在氧化还原电偶中的化学能,就像在正常的氧化还原液流电池(RFBs)放电中所做的那样。SFBs的集成设计使得往返太阳能利用系统所需的所有功能都可以在单个器件内实现。基于快速发展的光伏太阳能电池和RFB的并行技术,SFBs领域在过去几年中取得了重大进展。

有鉴于此,美国威斯康星大学麦迪逊分校金松教授综述了SFBs的设计原理及研究进展,从而促进这一新兴领域的发展。

文章要点

1基于SFBs的工作原理是建立在RFBs和光电化学(PEC)电池的工作机理基础上,研究人员首先概述了RFBs和氧化还原电偶的基本概念和重要特征,重点是对RFBs电池电位的定量研究。

 

2作者总结了不同类型的PECs电池,并重点阐明了SFBs研究中常见的两种不同的光电极设计:简单半导体光电极和光伏电池光电极。此外,提出了一套表征氧化还原偶、RFBs、光电极和SFBs的实验方案,以促进SFBs重要优点的可比性评估和研究。

 

3作者最后展望了未来SFBs有希望的研究方向以及其实际应用所面临的挑战。

 

Wenjie Li, Song Jin, et al, Design Principles and Developments of Integrated Solar Flow Batteries, Acc. Chem. Res., 2020

DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00373

https://dx.doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00373


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