Complexes with Redox Non-Innocent Ligands for Flow Battery Energy Storage

用于液流电池储能的氧化还原非无害配体的配合物

基本信息

  • 批准号:
    EP/R000301/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2017 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The large-scale energy storage of electricity generated by intermittent renewable sources is one of the greatest challenges faced by modern society. Renewable electricity is increasingly replacing fossil fuel power in our demanding energy network, now accounting for a quarter of our national electrical energy supply. However, a low cost means of storing that unpredictable energy supply to match demand has yet to be developed. Redox flow batteries are large scale rechargeable batteries particularly suited to grid scale storage. They are modular, flexible, inherently safe, and have lifetimes over 20 years. In particular, power and energy storage are independently scalable, unlike traditional batteries such as lithium ion. Megawatt-hour systems of aqueous batteries have been installed globally to support wind and solar farms, yet are expensive and unsustainable, typically costing triple the target value of feasible energy storage. To ensure a real reduction in the cost of flow battery energy storage, an overhaul of the intrinsic chemistry of the system is necessary. An approach is required where complexes are targeted in their design to deliver specific properties, and are comprised of sustainable, low cost materials. The objective of this research is to identify, synthesise and evaluate complexes that exploit the higher voltages and opportunity for rational design offered by using non-aqueous solvents. Furthermore, the programme offers the prospect of working with a network of academics and industry such that the strategic new chemistries and the flow cell engineering are developed simultaneously. Redox flow batteries are scalable technologies, therefore can range from single household systems (on the kilowatt-hour scale), to community and grid-scale networks. The ultimate objective of this work is to offer affordable, sustainable and long-lasting electrical energy storage, to make renewable electricity reliable and accessible to everyone.
间歇性可再生能源发电的大规模储能是现代社会面临的最大挑战之一。在我们苛刻的能源网络中,可再生电力正在逐渐取代化石燃料电力,目前占我国电力能源供应的四分之一。然而,一种低成本的储存这种不可预测的能源供应以满足需求的方法尚未被开发出来。氧化还原液流电池是一种大规模的可充电电池,特别适合于电网规模的存储。它们是模块化的,灵活的,本质上安全的,使用寿命超过20年。特别是,与锂离子等传统电池不同,电力和能量存储是独立可扩展的。兆瓦时水电池系统已在全球范围内安装,以支持风能和太阳能发电场,但价格昂贵且不可持续,通常成本是可行储能目标价值的三倍。为了确保真正降低液流电池储能的成本,有必要对系统的内在化学进行彻底检查。需要一种方法,使复合材料在设计中具有特定的性能,并由可持续的低成本材料组成。本研究的目的是识别、合成和评估利用非水溶剂提供的更高电压和合理设计机会的复合物。此外,该计划提供了与学术界和工业界网络合作的前景,使战略新化学和流动电池工程同时开发。氧化还原液流电池是一种可扩展的技术,因此可以从单个家庭系统(千瓦时规模)到社区和电网规模的网络。这项工作的最终目标是提供负担得起的、可持续的和持久的电能存储,使可再生电力可靠,人人都能获得。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Application of the dianion croconate violet for symmetric organic non-aqueous redox flow battery electrolytes
  • DOI:
    10.1016/j.jpowsour.2019.227037
  • 发表时间:
    2019-11-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Armstrong, Craig G.;Hogue, Ross W.;Toghill, Kathryn E.
  • 通讯作者:
    Toghill, Kathryn E.
Exploring the Electrochemistry of Iron Dithiolene and Its Potential for Electrochemical Homogeneous Carbon Dioxide Reduction.
  • DOI:
    10.1002/celc.202200610
  • 发表时间:
    2022-09-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Armstrong, Craig G.;Potter, Mark;Malcomson, Thomas;Hogue, Ross W.;Armstrong, Sapphire M.;Kerridge, Andrew;Toghill, Kathryn E.
  • 通讯作者:
    Toghill, Kathryn E.
Characterisation of the ferrocene/ferrocenium ion redox couple as a model chemistry for non-aqueous redox flow battery research
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2020.114241
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Armstrong, Craig G.;Hogue, Ross W.;Toghill, Kathryn E.
  • 通讯作者:
    Toghill, Kathryn E.
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