【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液流电池储能，尤其是一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法。
技术介绍
1、液流电池作为长时间、大规模的电化学储能技术，具有本征安全、容量和功率能独立设计等优点，是解决波动性大的风、光等新能源的可持续利用途径的可靠选择。全钒液流电池作为目前最为成熟液流电池，已逐渐实现了规模化的示范应用，但受制于钒材料的高昂成本，使其在大规模商业化应用过程中受到一定的挑战。碱性全铁液流电池，如专利文献cn113764714公开一种的水系碱性全铁液流电池，以铁离子和有机络合物为基础原料，来源广泛，价格低廉，具有很强的应用前景。
2、电极作为碱性全铁液流电池的关键组件，是电化学反应发生的核心场所，电极材料表面催化反应活性将直接决定了碱性全铁液流电池储能性能，碳材料因其三维多孔结构和优异的化学稳定性成为了全铁液流电池电极的首选材料之一，然而，未经任何处理的碳素材料存在表面光滑、活性位少、比表面积低等问题，直接用于碱性全铁液流电池电极效果欠佳，所以需要进行表面改性，以提高其反应活性。因此专利技术一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法非常有益。
技术实现思路
1、为提高碱性全铁液流电池正负极活性物质在电极材料上的电化学反应活性，本专利技术提供了一种碱性全铁液流电池电极材料的制备方法，它显著增加了正、负极电解液活性物质在电极表面的反应活性位点，该制备方法所用原料易得，操作简单，可应用于碱性全铁液流电池，并提高了碱性全铁液流电池的电压效率和能源效率，并延长全铁液流电池循环寿命。
3、一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其包括如下步骤：
4、步骤1：将选取的石墨毡电极用硝酸氧化处理6-12h后，去离子水洗涤除去表面游离的酸，120℃下干燥6h，得到石墨毡电极材料，密封保存备用；
5、步骤2：氩气氛下将亚铁盐、表面活性剂及去离子水搅拌溶解，配制铁浓度为0.01m-0.1m的亚铁盐溶液溶液，表面活性剂浓度为0.1-0.5g/l，并将步骤1的石墨毡电极材料浸渍于亚铁盐溶液中，随后室温下边搅拌边滴加氢氧化钠溶液调节ph为8-9，然后加入氧化剂反应20-60min，氧化剂溶液活性组分同铁的摩尔比为1；在ph为8-9的反应环境中，可以使产生的四氧化三铁颗粒细腻，便于均匀分布在石墨毡电极材料上。
6、步骤3：氩气氛下向步骤2中浸渍有石墨毡的悬浮液中加入步骤2配制的亚铁盐溶液，fe3+/fe2+摩尔比为1.75-2，然后用氢氧化钠溶液调节ph为10-13；在此ph条件下，可以使四氧化三铁颗粒慢慢增大，增加四氧化三铁在石墨毡电极材料上附着量，从而增加正、负极电解液活性物质在电极表面的反应活性位点。氩气氛下加热到90-100℃下搅拌回流1-3h，取出表面改性石墨毡，先后用去离子水和乙醇洗涤，将材料于真空干燥箱中60℃下烘干，即制备得到四氧化三铁改性石墨毡电极材料，密封保存。
7、优选的，步骤1中的硝酸浓度为20-65％wt，氧化处理的温度90-200℃。
8、优选的，步骤2中所述的亚铁盐为硫酸亚铁，氯化亚铁，醋酸亚铁中的一种。
9、优选的，步骤2所述的表面活性剂选择十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种。
10、优选的，步骤2所述的氧化剂选择双氧水、亚硝酸钠中的一种。
11、本专利技术的一种碱性全铁液流电池电极材料的应用，所述的碱性全铁液流电池为正极电解液是以亚铁氰化物为活性物质，naoh和koh中的一种或两种为支持电解质，负极电解液是以3-[n-n-双(2-羟乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸同氯化铁反应形成的络合铁为活性物质，naoh和koh中的一种或两种为支持电解质而组成的碱性全铁液流电池。
12、本专利技术的有益效果：
13、(1)本专利技术针对石墨毡电极材料应用在碱性全铁液流电池中表面活性位点少，电压效率和能源效率低，长寿命循环性能差，通过对石墨毡电极材料进行四氧化三铁表面改性，极大增加了电极材料的对正、负极电解液活性物质的吸附位点，提高了相应的吸附能力，进而提升了正、负极电解液活性物质在相应电极材料上的电化学反应活性。
14、(2)通过本专利技术方法制备电极材料应用于碱性全铁液流电池，由于正、负极电极材料上正、负极电解液活性物质反应速率的增加，使得碱性全铁液流电池在充放电测试中电压效率、能源效率和循环寿命均显著提升。
15、(3)本专利技术提供的电极材料制备方法操作简单，原料易得，价格低廉，效果显著，可广泛应用于碱性全铁液流电池，尤其是，正极活性物质为亚铁氰化物，负极活性物质为fe-dipso组成的碱性全铁液流电池。
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1.一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于：步骤(1)中的硝酸浓度为20-65％wt，氧化处理的温度为90-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的亚铁盐为硫酸亚铁，氯化亚铁或醋酸亚铁中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的表面活性剂选择十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的氧化剂选择双氧水、亚硝酸钠中的一种。
【技术特征摘要】
1.一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于：步骤(1)中的硝酸浓度为20-65％wt，氧化处理的温度为90-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种碱性全铁液流电池电极材料制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的亚铁盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：余国贤，徐飞，潘威，李海峰，徐勋达，胡璐，吴宏观，陈赫，瞿立胜，王庆庆，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：
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