수용성 PPGA는 산업에서 음극 부식 억제제로서 널리 사용되며, 응집, 핵 생성, 결정 성장 및 응집 33,34와 같은 스케일 형성 과정의 하나 이상의 단계에서 중재함으로써 소체 수준에서 스케일 형성을 효과적으로 중단시킨다. 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.
충전 과정에서 아연 수상 돌기 성장으로 고통 받고 기생충으로, 둘 다 낮은 쿨롱 효율과 열악한 사이클링 안정성 47,48,49를 초래합니다. 유량 배터리 응용 분야에 대한 PPGA의 기능을 평가하기 위해 유량이 20 ml min -1이고 용량이 20 mAh의 Zn | Pzs | V2O5 유량 배터리를 조립했습니다. 도 6a에 도시 된 바와 같이, 유동 배터리는 20 mA cm -2, 20 mAh에서 96.5%의 높은 초기 CE를 나타냈다. 이는 20 회 사이클 후 점차 99.5%로 증가했다. 대조적으로, Catholyte로서 BZ가있는 유량 배터리는 88.2%의 초기 CE가 낮고 20 회 사이클 후 70.2%로 빠르게 감소했습니다. PZS를 이용한 유량 배터리의 쿨롱 효율은 20 mA CM -2, 20 mAH에서 다음 100 사이클 동안 높은 수준으로 유지되었다 (도 6B). Catholyte로서 BZ가있는 유량 배터리는 빠른 용량 붕괴를 일으켰고, 20 ma cm-2, 20 mah에서 50 사이클 후에 단락시켰다 (도 6C). 특히, Catholyte로서 PZ를 갖는 유량 배터리는 용량 손실 또는 단락없이 200 사이클 동안 20 ma cm -2, 20 mah에서 18.5 mAh의 안정적인 용량을 나타냈다. Catholyte로서 PZS를 사용한 유량 배터리의 전압 효율은 20 ma cm -2, 20 mah에서 200 사이클 동안 높은 수준으로 유지되었다 (도 6D). 대신, Catholyte가 20 ma cm -2, 20 mah에서 50 사이클 후 60%로 빠르게 60%로 떨어 졌을 때 BZ를 사용한 유량 배터리의 전압 효율은 60%로 빠르게 감소했습니다. Catholyte로서 PZS를 갖는 유량 배터리는 20 Ma CM -2, 20 MAH에서 96%의 높은 에너지 효율을 나타 냈으며, 이는 20 회 사이클 후 점차 99%로 증가했다 (도 6E). 대조적으로, Catholyte로서 BZ가있는 유량 배터리는 84%의 초기 에너지 효율이 낮고 20 회 사이클 후 66%로 빠르게 감소했습니다. PZS를 사용한 유량 배터리의 에너지 효율은 20ma cm -2, 20 mAh에서 다음 100 사이클 동안 높은 수준으로 유지되었다 (도 6F). Catholyte로서 BZ가있는 유량 배터리는 빠른 에너지 효율이 붕괴되었고, 20 ma cm-2, 20 mAh에서 50 사이클 후에 단락시켰다 (도 6G). 특히, Catholyte로서 PZ를 갖는 유량 배터리는 용량 손실 또는 단락없이 200 사이클 동안 20 ma cm -2, 20 mah에서 96%의 안정적인 에너지 효율을 나타냈다.
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
초기 쿨롱 효율, B 쿨롱 효율, C 용량, D 전압 효율, E 초기 에너지 효율, F 에너지 효율 및 g 용량 및 Zn | Pzs | V2O5 유량 배터리의 20 MA CM -2, 20 MAH. 모든 테스트는 약 25 OC에서 수행되었습니다. 양의 전극 질량 로딩은 약 20 mg cm -2입니다.
