水溶性PPGAは、カソード腐食阻害剤として産業で広く採用されており、凝集、核生成、結晶成長、凝集体の成長、凝集などのスケール形成プロセスの1つまたは複数のステップに介入することにより、物質測定レベルでのスケール形成を効果的に停止します。 35,36。
suffers from zinc dendrite growth and parasitic HER during the charging process, both of which lead to low coulombic efficiency and poor cycling stability47,48,49. To evaluate the capability of PPGA for flow battery applications, we assembled a Zn|PZS|V2O5 flow battery with a flow rate of 20 mL min−1 and a capacity of 20 mAh. As shown in Fig. 6a, the flow battery exhibited a high initial CE of 96.5% at 20 mA cm−2, 20 mAh, which gradually increased to 99.5% after 20 cycles. In contrast, the flow battery with BZS as the catholyte experienced a low initial CE of 88.2% and quickly dropped to 70.2% after 20 cycles. The coulombic efficiency of the flow battery with PZS was maintained at a high level during the following 100 cycles at 20 mA cm−2, 20 mAh (Fig. 6b). The flow battery with BZS as the catholyte encountered a fast capacity decay and finally short-circuited after 50 cycles at 20 mA cm−2, 20 mAh (Fig. 6c). Notably, the flow battery with PZS as the catholyte exhibited a stable capacity of 18.5 mAh at 20 mA cm−2, 20 mAh for 200 cycles without any capacity loss or short circuit. The voltage efficiency of the flow battery with PZS as the catholyte was maintained at a high level during the 200 cycles at 20 mA cm−2, 20 mAh (Fig. 6d). Instead, the voltage efficiency of the flow battery with BZS as the catholyte quickly dropped to 60% after 50 cycles at 20 mA cm−2, 20 mAh. The flow battery with PZS as the catholyte exhibited a high energy efficiency of 96% at 20 mA cm−2, 20 mAh, which gradually increased to 99% after 20 cycles (Fig. 6e). In contrast, the flow battery with BZS as the catholyte showed a low initial energy efficiency of 84% and quickly dropped to 66% after 20 cycles. The energy efficiency of the flow battery with PZS was maintained at a high level during the following 100 cycles at 20 mA cm−2, 20 mAh (Fig. 6f). The flow battery with BZS as the catholyte encountered a fast energy efficiency decay and finally short-circuited after 50 cycles at 20 mA cm−2, 20 mAh (Fig. 6g). Notably, the flow battery with PZS as the catholyte exhibited a stable energy efficiency of 96% at 20 mA cm−2, 20 mAh for 200 cycles without any capacity loss or short circuit.
充電プロセス中に亜鉛樹状突起の成長と寄生性の寄生性に苦しんでおり、どちらもクーロン効率が低く、サイクリングの安定性が低い47,48,49につながります。フローバッテリーアプリケーションのPPGAの機能を評価するために、流量が20 mLのMIN -1と20 MAHの容量でZn | PZS | V2O5フローバッテリーを組み立てました。図6Aに示すように、フローバッテリーは20 mA cm -2、20 mAhで96.5％の高い初期CEを示し、20サイクル後に徐々に99.5％に増加しました。対照的に、Catholyteが88.2％の初期CEが低いため、BZSの流れバッテリーは20サイクル後に70.2％に急速に低下しました。 PZSを使用したフローバッテリーのクーロン効率は、20 mA cm -2、20 mAhで次の100サイクルで高レベルに維持されました（図6b）。 Catholyteが速い容量の減衰に遭遇したときのBZSの流れバッテリーは、20 mA cm-2、20 mAhで50サイクルの後に最終的に短絡しました（図6c）。特に、CatololyteとしてのPZSを備えたフローバッテリーは、容量の損失または短絡のない200サイクルで20 mA cm -2で18.5 mAh、20 mAhの安定した容量を示しました。 20 mA cm -2、20 mAhでの200サイクルの間に、コトリテ剤としてのPZSを使用したフローバッテリーの電圧効率。代わりに、20 mA cm -2、20 mAhで50サイクルの後、コトリテが急速に60％に低下したため、BZSを使用したフローバッテリーの電圧効率。 CatholyteとしてのPZSの流れのバッテリーは、20 mA cm -2、20 mAhで96％の高エネルギー効率を示し、20サイクル後に徐々に99％に増加しました（図6E）。対照的に、CatholyteとしてのBZSの流れのバッテリーは、84％の初期エネルギー効率が低く、20サイクル後にすぐに66％に低下しました。 PZSを使用したフローバッテリーのエネルギー効率は、20 mA cm -2、20 mAhで次の100サイクルで高レベルに維持されました（図6F）。 Catholyteが高速エネルギー効率の崩壊に遭遇し、20 mA cm-2、20 mAhで50サイクル後に短絡したときにBZSを備えたフローバッテリー（図6G）。特に、CatholyteとしてのPZSを備えたフローバッテリーは、容量損失または短絡のない200サイクルで20 mA cm -2で96％、20 mAhの安定したエネルギー効率を示しました。
a Initial coulombic efficiency, b coulombic efficiency, c capacity, d voltage efficiency, e initial energy efficiency, f energy efficiency, and g capacity of Zn|PZS|V2O5 flow batteries at 20 mA cm−2, 20 mAh. All tests were performed at around 25 oC. The positive electrode mass loading is around 20 mg cm−2.output
初期クーロン効率、Bクーロン効率、C容量、D電圧効率、E初期エネルギー効率、Fエネルギー効率、およびZn | PZSのG容量| V2O5 20 mA -2、20 mAhでのG容量。すべてのテストは約25 ocで実行されました。正の電極質量負荷は約20 mg cm -2.Outputです
