[发明专利]一种铁铬液流电池的复合电极制备方法

说明书

本发明公开了一种铁铬液流电池的复合电极制备方法，该方法包括；先分别取PbO₂，Bi₂O₃化学品，然后按一定比例混和均匀，研磨干燥；后将PbO₂/Bi₂O₃粉末均匀涂覆在碳毡电极外表面；配置pH为10～14的碱性溶液作为电解液，然后通过恒流电化学脱氧法将PbO₂/Bi₂O₃转化为Pb单质和Bi单质；待沉积完毕后,将改性后的碳毡电极取下,酸洗,将复合后的碳毡电极取下,经酸洗、水冲，再将该复合碳毡电极烘干，真空干燥后即为复合碳毡电极成品。本发明通过调节前驱体的比例轻松方便地调控生产的金属单质的含量，制备低金属催化剂含量的复合电极。另外改性后的电极可以有效提高铁铬液流电池的库伦效率和能量效率。

技术领域

本发明属于液流电池储能技术领域，具体地说是提供了一种铁铬液流电池的复合电极制备方法。

背景技术

随着世界经济的发展，人们对能源的需求与日俱增，能源短缺日益严峻。由于风能、太阳能等可再生能源发电具有间歇性和随机性等特点，大规模并入电网将给电网的安全、稳定运行带来严重冲击。因此，亟需大规模储能技术，特别是长时储能技术，来实现电网的调峰平谷，进而提高电网对可再生能源发电的消纳能力，解决弃风弃光等问题，助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。

自从美国NASA的Thaller于1974 年提出铁铬液流电池以来，经过 40 多年的研究和开发，液流电池技术得到了快速发展。目前铁铬液流电池以原料丰富且价格低廉，环境友好等特点，在储能领域具有很好的应用前景。

然而，由于负极Cr²⁺/Cr³⁺氧化还原对动力学缓慢以及电池充电过程中析氢副反应（HER）的问题，严重制约了ICRFB的发展。因此，开发和研究能够提高铬的反应动力学和抑制副反应发生的双功能复合电极具有重要意义。

发明内容

为了解决铁铬液流电池负极反应动力学慢和析氢的问题，本发明的目的是提供一种铁铬液流电池的复合电极制备方法。该工艺方法简单易行，成本低，也可推广用于其它液流电池体系。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种铁铬液流电池的复合电极制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)将碳毡电极浸泡在乙醇溶液中，然后超声处理，接着将碳毡水洗并烘干以清除碳毡电极表面的杂质和粉尘；

2)分别取一定量的PbO₂、Bi₂O₃化学品，将PbO₂、Bi₂O₃化学品以铅和铋单质质量1：2～5的重量份数比混和均匀，混和均匀后，经研磨成粉末状后干燥；

3)将干燥后的PbO₂/Bi₂O₃化学品粉末均匀涂覆在烘干后的碳毡电极外表面；

4)配置pH为10～14的碱性溶液作为电解液；

5)将上述涂覆好的碳毡电极通过恒流电化学脱氧法把PbO₂/Bi₂O₃转化为Pb单质和Bi单质，沉积完毕后成为复合碳毡电极，将复合后的碳毡电极取下,先酸洗,再用去离子水冲洗干净；

6)将清洗干净后的碳毡电极放入烘干箱内，真空干燥后即为复合碳毡电极成品。

本发明是将长宽尺寸为1.5*1.5cm、厚度为4mm的碳毡电极置于95%乙醇溶液中浸泡，然后放入超声清洗机超声3min,超声时水浴温度为80℃，然后将碳毡电极水洗至中性，并烘干。