I-Corps: Carbocation-based electrolytes for robust symmetrical organic redox flow batteries

I-Corps:用于坚固对称有机氧化还原液流电池的碳阳离子电解质

基本信息

  • 批准号:
    2123190
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-03-15 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this I-Corps project is the development of a battery that allows long duration energy storage. The integration of renewable energy is transitioning to achieve zero-carbon emission in the decades to come. Due to solar and wind energy’s transitory nature, the successful deployment of renewable energy on a large scale depends on the development of efficient energy storage systems. While lithium-ion batteries are the most developed electrochemical storage technology at utility scale, they are best suited for four to six hours (4–6 h) storage and high demand peak shaving. To achieve longer-term emission goals, longer duration energy storage of 8–12 h or more is required. Long duration storage technologies, such as the proposed battery technology, have potential for utility, industry, and residential scale applications. This I-Corps project is based on the development of energetically dense and inexpensive electrolytes for robust symmetrical organic Redox Flow Batteries (RFBs). In RFBs, power is controlled by the electrode size and the number of stacked electrodes, while energy capacity is controlled by the size of the tank that stores the electrolyte, resulting in the decoupling of power and energy capacity. For long-term storage, the ability to decouple power and energy is beneficial since the size of RFB stacks and tanks may be changed to meet application requirements. Unlike metal-based RFBs, organic RFBs overcome limitations of conventional RFBs, such as high cost and high toxicity, while providing the long duration energy storage that lithium-ion batteries cannot. The proposed technology employs carbocation, such as methoxyquinolinoacridinium salt, which is a stable electrolyte with an open circuit potential of 2.12 V. These salts may be used as both the anolyte and catholyte, resulting in a fully symmetric system that has high cyclability and high efficiency retention. This I-Corps team will determine the suitability of this technology to the marketplace through customer discovery.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该I-Corps项目的更广泛的影响/商业潜力是开发电池,该电池可允许持续持续的能量存储。可再生能源的整合正在过渡以在未来几十年中实现零碳的发射。由于太阳能和风能的翻译性质,大规模的可再生能源的成功部署取决于有效的储能系统的发展。尽管锂离子电池是实用程序尺度上最发达的电化学储存技术,但它们最适合四到六个小时(4-6 h)的存储空间和高需求峰值。为了实现长期排放目标,需要更长的持续时间存储8-12 h或更多。持续时间存储技术(例如拟议的电池技术)具有实用程序,行业和居民规模应用的潜力。这个I-Corps项目基于用于强大对称有机氧化还原流量电池(RFB)的基本密度和廉价电解质的开发。在RFB中,功率由电极尺寸和堆叠电子的数量控制,而能量容量则由存储电解质的储罐的大小控制,从而导致功率和能量能力的解耦。对于长期存储,将功率和能源解次的能力是有益的,因为RFB堆栈和坦克的大小可能会更改以满足应用程序要求。与金属的RFB不同,有机RFB克服了常规RFB的局限性,例如高成本和高毒性,同时提供了锂离子电池无法使用的持续持续储能。拟议的技术员工碳酸盐剂,例如氧基喹啉甲基丙基盐,该盐是一种稳定的电解质,其开路电位为2.12V。这些盐可以用作Anolyte和catholyte,导致完全对称系统具有高环的性能和高效率。该I-Corps团队将通过客户发现确定该技术对市场的适用性。该奖项反映了NSF的法定任务,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响评估标准,被视为通过评估而被视为珍贵的支持。

项目成果

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