ChemElectroChem：氧化钴修饰的石墨毡电极用于铁铬氧化还原液流电池-石墨烯产业专题

ChemElectroChem：氧化钴修饰的石墨毡电极用于铁铬氧化还原液流电池

时间:2023-05-05 作者: 来源:纳孚生物

在储能电池中，铁铬氧化还原液流电池（ICRFB）具有安全性高、循环寿命长、性价比高、环境友好等优点一直被认为是大规模储能技术的首选之一。石墨毡常常被用于ICRFB的电极材料，但由于石墨毡本身的电化学活性和亲液性较低，严重影响电极上的氧化还原反应速率以及离子迁移速率。钴以及氧化钴等钴化合物由于具有降低化学反应势垒，提高析氧电位等作用，常常被各个领域用作催化剂，提高化学反应速率。因此，营口理工学院王晓民教授和辽宁科技大学李成威教授团队通过煅烧和电沉积硝酸钴的方法，成功将钴的氧化物引入到了石墨毡表面，并探究了氧化钴的浓度对石墨毡电极性能的影响。

如图1所示，SEM和XPS图像显示煅烧后石墨毡表面产生了大量的沟壑。又在经过电沉积后如图1(e-f)所示氧化钴以颗粒状牢牢的吸附在石墨毡纤维上，并且产生了更深的沟壑在一定程度上增加了石墨毡的比表面积。在外加直流电源下含有氧化钴的石墨毡样品其U-I图像斜率(电阻)均有大幅下降。

图2 (a)用各样品组装单电池充放电曲线图 (b)CE、VE (c)EE (d)微分差容曲线 (e)电解液利用率图

作者在最后通过电极动力学中的双电层模型和Butler-Volmer 方程，对石墨毡表面的氧化钴的催化机理进行了探讨。该研究利用成本较低的煅烧和电沉积方法，制备了氧化钴修饰的石墨毡电极，提高了原始石墨毡的电化学性能。