全钒液流电池是一种新型的离子电池，具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点，被认为是未来能源储存和转换的重要技术之一。然而，目前全钒液流电池的高功率密度受限于电极材料的催化活性和稳定性。因此，研究团队致力于寻找更高效的电极材料来提高全钒液流电池的能量密度。
9月24日，中国科学院大连化学物理研究所发布消息，该所在储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员和刘涛研究员的团队近日取得了一项重要突破，他们成功地在高功率密度全钒液流电池电极研究领域做出了新的探索。这项研究成果的核心是开发出一种铋(Bi)单原子负载石墨毡电极，这一新设计的电极材料为高功率密度全钒液流电池电极材料的设计提供了新的可能性。
全钒液流电池因具有高安全、长寿命、环境友好等优点，已成为大规模储能的首选技术之一。然而，负极V3+/V2+反应速率较慢导致极化较大，造成电池功率密度较低、电堆成本较高。同时，钒离子氧化还原反应机理仍不明晰，阻碍了高活性电极材料的开发。针对上述问题，研究团队开发出一种具有高活性、高稳定性的Bi单原子电催化剂，使用该Bi单原子电催化剂负载石墨毡电极的全钒液流电池在240mA/cm2的电流密度下能量效率可以达到81.2%，峰值功率密度达到990mW/cm2。
相比传统的Bi纳米颗粒催化剂，其表现出更高的电催化活性和稳定性，同时，在充放电过程中避免了Bi纳米颗粒催化剂的沉积溶解现象。即使将该电极放大应用在5KW电堆上，也表现出了明显的提高效果。该工作有助于理解全钒液流电池的电极反应机理，进而为高效电催化剂的设计开发提供新的思路。
这项研究成果对于推动高功率密度全钒液流电池技术的发展具有重要意义。未来，研究团队将继续深入研究这种新的电极材料，并将其应用于实际的高功率密度全钒液流电池系统中，为推动全钒液流电池技术的发展做出贡献。
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