金属有机框架衍生的C-Bi/CC电极制备及其在铁铬液流电池中的电化学性能

电极是铁铬液流电池的重要组成部分,是电解液中活性组分发生电化学反应的场所。理想的电极材料应具备高电导率、大比表面积、高电化学活性、低成本等特性,而目前的电极材料往往不能兼顾。金属有机框架(MOF)兼具高导电性、高催化性能的优点,能够为电化学反应提供更多的活性位点,因此被广泛应用在电极材料中。此项工作通过水热法制备了以碳布负载Bi-MOF为前驱体(Bi-MOF/CC)的铋基碳布(CC)电极(C-Bi/CC)。通过探究金属盐的添加量与电极性能的耦合关系,提升了电极的性能,结果显示,使用90 mg金属盐的电极样品极化电阻仅1.069Ω,相较于原始碳布降低了8.5%、Cr³⁺还原过电位为0.25 V,使用普通碳布作为正极,改性过的电极作为铁铬液流电池负极进行电池循环性能测试,在电流密度为80 mA/cm²时能量效率达89.7%,库仑效率达97.2%,电压效率达92.3%;在电流密度为140 mA/cm²时能量效率达到83.8%,库仑效率达98.1%,电压效率达85.5%。