ChemNanoMat：废旧沥青新应用！新一代液流电池电极材料获得新突破
废旧沥青丢弃不仅造成严重资源浪费和环境污染，而且其含有的大量有毒成分降解速度缓慢，因此对废旧沥青的回收再利用一直是行业内的难题。近日，长沙理工大学材贾传坤教授团队，合理设计道路废旧沥青油石分离新技术，并使用分离出的废旧沥青对碳毡进行改性处理，成功开发出一种低成本、高性能液流电池用电极材料，可显著提高全钒液流电池功率密度和效率，有效降低储能成本。
废旧沥青改性电极制备流程示意图
全钒液流电池因设计灵活、循环寿命长、安全性高、可深度充放电等，成为极具潜力的大规模储能技术之一。然而，目前广泛使用的电极材料存在较差的比表面积和催化活性等问题，对电池能量效率、功率等性能造成了严重影响，制约了全钒液流电池的商业化应用。
该研究团队通过将回收的废旧沥青热解碳负载于碳毡上，提升了电极材料比表面积。实验结果证明，电极改性后比表面积由66平方米每克提升到了96平方米每克。与此同时，基于改性电极作为阴极的全钒液流电池能量效率和电压效率分别为85%和86%,相比改性前分别提升了9.2%和8.8%，并且表现出了优越的循环稳定性。
使用废旧沥青改性电极的电池堆性能测试图
尤为值得一提，将该废旧沥青改性电极应用于小型液流电池电堆中，在超过1500个充放电循环的过程中，电堆效率保持稳定，无明显衰减。这一结果进一步证明废旧沥青改性电极在商业化液流电池应用上的光明前途。
此外，该团队申请的 “一种液流电池用改性电极及其制备方法和液流电池”和“一种基于废旧沥青的离子电池负极材料的制备方法”两项发明专利已经获得授权，并且废旧沥青回收再利用的样机已构建完成，目前进入商业化孵化阶段。
论文信息
Carbon Felt Decorated with Carbon Derived from Spent Asphalt as a Low-cost and High-performance Electrode for Vanadium Redox Flow Batteries
Zhizhao Xu, He Xu, Zhengyu Hu, Wenze Wu, Jian Xu, Dr. Fangfang Zhong, Prof. Dr. Mei Ding, Prof. Dr. Xiaobo Zhu, Prof. Dr. Hongyuan Fu, Prof. Dr. Chuankun Jia
文章第一作者为长沙理工大学材料科学与工程学院研究生徐志钊。
ChemNanoMat
DOI: 10.1002/cnma.202200027
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