Обработка углеродного войлока в плазме сухого воздуха для повышения энергоэффективности ванадиевых проточных батарей

Abstract

В мире растет спрос на альтернативные источники энергии и вместе с тем увеличивается спрос на дешевые накопители энергии. В роли таких накопителей на сегодняшний день активно используются проточные ванадиевые батареи, которые используют электролит на основе кислот и солей ванадия для запасания энергии. Однако, энергоэффективность таких накопителей энергии все еще остается на низком уровне в связи с тем, что электродные материалы, используемые в производстве батарей, имеют низкую каталитическую активность. Решить эту проблему возможно обработав электродный материал предварительно. На сегодняшний день наиболее популярным методом обработки является прокаливание на воздухе углеродного войлока, однако такая обработка приводит не только к изменению химического состава поверхности, и и приводит к нежелательной эрозии поверхности. которая негативно сказывается на долговечности материала. Плазменная обработка более мягкая и может решить проблему функционализации без негативной эрозии. В данной работе проведена плазменная обработка углеродного войлока GFD 4.6 ЕА в плазме сухого воздуха при давлении 0.25 атм при этом показано, что сопротивление ячейки на обработанных электродах снижается с 9.12 до 3.31 Ом*см² и при этом при обработке более 60 мин эффект не усиливается, а наблюдается напротив деградация. Методом аппроксимации экспериментальных данных установлено, что оптимальное время обработки составляет 83 минуты.