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Enregistrement W4285398693 · doi:10.1149/ma2022-01482000mtgabs

Comparison of Zinc Bromine and Zinc Iodine Flow Batteries: From Electrolde to Electrolyte

2022· article· en· W4285398693 sur OpenAlexaff
A. Keith Jameson, Előd Gyenge

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced battery technologies research
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésFlow batteryZincElectrolyteVanadiumEnergy storageBattery (electricity)BromineSolubilityRedoxChemistryInorganic chemistryMaterials scienceElectrodeOrganic chemistryPower (physics)Physics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Research in flow batteries and their application in large scale energy storage has received a growing amount of attention and promise over the past two decades. Although the energy density of flow batteries is low relative to the Li-ion battery, their comparatively lower costs, preferred safety, and ease of scalability has made flow batteries some of the most promising contenders for large-scale stationary energy storage, and are currently commercially available for this purpose. The zinc-bromine flow battery (ZBFB), despite being one of the first proposed flow batteries in the 1980s, has only recently gained enough traction to compete with the well established all-vanadium redox flow batteries. This is largely due to the high solubility of the bromine redox species in aqueous electrolytes, which has allowed the ZBFB is achieve double the energy density of the all-vanadium technology. Recently, an analogue to the zinc-bromine flow battery was introduced: the zinc-iodine flow battery (ZIFB). Similar to the ZBFB, the main advantages of this technology arose from the high solubility of the electroactive species in the electrolyte (iodine/tri-iodide). The solubility of the iodine redox species is even higher than that of analogous bromine electrolytes, and accordingly, the highest energy densities of all aqueous flow batteries to date has been for the ZIFB. Despite the similarities between the two technologies, they are held back by different issues, and so different approaches have been taken to improving the performances of the ZBFB and ZIFB. The ZBFB primarily suffers from a low power-density due to the sluggish kinetics of the bromine redox couple. Therefore, a majority of research on the ZBFB has focused on identifying new, low cost electrode materials that minimize kinetic losses at the bromine half-cell. In contrast, a majority of research on the ZIFB has been on improvements to the electrolyte composition. The ZIFB is plagued by issues of a thick, high impedance iodine film that forms at the positive electrode on charge. Due to the strong Lewis acid nature of the iodine species, a variety of charge-transfer complexes can be formed in the electrolyte, having a variety of effects on the battery performance. This presentation provides an overview on the similarities and differences between the ZBFB and ZIFB technologies. We performed a variety of half-cell and flow battery tests varying the electrode and electrolyte compositions. A number of low cost carbon materials are used as electrode materials, along with a variety of modifications to the bromine and iodine electrolytes. Through the use of high-surface area carbon blacks, the exchange current of the bromine redox couple is able to be increased by two orders to magnitude in comparison to glassy carbon. Additions of MSA or other acids to the ZBFB increases the oxidation kinetics greatly, and accordingly the overall energy efficiency of the ZBFB. For the ZIFB, the presence of high surface area catalysts have little to no effect on the overall performance. We found that in aqueous electrolytes, the iodine electrode is largely held back by the iodine film that forms on charge. Therefore, by adding ions to the electrolyte such as Br-, Cl-, and SO4 2-, we were able to increase the solubility of the iodine film and the reversibility of the battery, and accordingly its efficiency. Although the ZIFB initially performs better than the ZBFB, after making systematic adjustments to both the electrode and electrolyte compositions, the discrepancy between their performances is largely minimized, demonstrating both can be viable for the future of large-scale energy storage. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,277
Écart entre enseignants0,259 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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