Farmaceutisk materiale viser løfte om bedre batterier i netskala

Et organisk molekyle brugt i farvestoffer og antibiotika kan være nøglen til billigere, mere effektive redoxflow-batterier. Forskere ved Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory udviklede en meget reversibel, vandopløseligt materiale baseret på phenazin. Forbindelsen kunne tjene som et alternativ til vanadium, som bruges i netbatterier til at lagre elektricitet.

PNNL-forskere udviklede materialet i et forsøg på at reducere omkostningerne ved redoxflow-batterier. I øjeblikket, mange kommercielle redoxflow-batterier bruger en vanadiumbaseret elektrolyt. Vanadium bruges primært til stålfremstilling og som råvare, dets omkostninger kan variere baseret på udbud og efterspørgsel. For at overvinde disse omkostningsbegrænsninger, PNNL-forskere har udviklet et nyt phenazin-baseret materiale som et alternativ til vanadium som beskrevet i Naturenergi .

"Dette er en stor udvikling for organiske flow-batterier, " sagde Imre Gyuk, Direktør for energilagring ved DOE's Office of Electricity, der understøttede dette arbejde på PNNL. "Der er stor interesse omkring potentialet for vandopløselige, organiske redoxmaterialer som et alternativ til vanadiumbaserede batterier. Imidlertid, problemet er at få materialerne til faktisk at opløses i vand og opretholde de ønskede elektrokemiske egenskaber. "

PNNL-forskerholdet, ledet af chefforsker Wei Wang, vidste, at phenazin - en naturligt forekommende forbindelse - besidder de nødvendige redoxreaktioner; men, var ikke vandopløseligt. Så, PNNL-forskere udviklede en metode til kemisk modificering af phenazin, fremstilling af et vandopløseligt derivat, der også optimerer dets redoxegenskaber. Når det er opløst i elektrolytopløsningen, holdet fandt 90 procent af det opløste phenazin til rådighed til at bære energi.

Ifølge Wang, ændring af phenazinet er ligetil og skalerbar. Mens teamet stadig mangler at foretage en omkostningsanalyse, phenazinprecursorkemikalier er let tilgængelige og billige.

"Resultaterne er lovende, " sagde Wang. "Vi har ikke kun udviklet et levedygtigt alternativ til vanadium, vi har udviklet en struktureret, virtuel screeningstilgang, der hjælper os med at identificere nye lovende materialer. "

PNNL vil fortsætte med at teste en phenazin-baseret anolyt (negativ elektrolyt) og planlægger at udvikle en tilsvarende katolyt (positiv elektrolyt). Kombineret, løsningerne kan føre til en ny type redoxflow-batteri.