Electrode Materials for Enhancing the Performance and Cycling Stability of Zinc Iodide Flow Batteries at High Current Densities
Notice bibliographique
Résumé
Aqueous redox flow battery systems that use a zinc negative electrode have a relatively high energy density. However, high current densities can lead to zinc dendrite growth and electrode polarization, which limit the battery’s high power density and cyclability. In this study, a perforated copper foil with a high electrical conductivity was used on the negative side, combined with an electrocatalyst on the positive electrode in a zinc iodide flow battery. A significant improvement in the energy efficiency (ca. 10% vs using graphite felt on both sides) and cycling stability at a high current density of 40 mA cm –2 was observed. A long cycling stability with a high areal capacity of 222 mA h cm –2 is obtained in this study, which is the highest reported areal capacity for zinc–iodide aqueous flow batteries operating at high current density, in comparison to previous studies. Additionally, the use of a perforated copper foil anode in combination with a novel flow mode was discovered to achieve consistent cycling at exceedingly high current densities of >100 mA cm –2 . In situ and ex situ characterization techniques, including in situ atomic force microscopy coupled with in situ optical microscopy and X-ray diffraction, are applied to clarify the relationship between zinc deposition morphology on the perforated copper foil and battery performance in two different flow field conditions. With a portion of the flow going through the perforations, a significantly more uniform and compact zinc deposition was observed compared to the case where all of the flow passed over the surface of the electrode. Results from modeling and simulation support the conclusion that the flow of a fraction of electrolyte through the electrode enhances mass transport, enabling a more compact deposit.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».