Ett team av materialforskare, kemiingenjörer och miljöforskare knutna till en rad institutioner i Kina har utvecklat ett redoxflödesbatteri (RFB) med en energieffektivitet på 87,9%, som dessutom klarar 850 cykler. I sitt projekt, som publiceras i tidskriften Nature Communications, har gruppen utvecklat en ny typ av katalytisk elektrod för att förbättra batteriets effektivitet.
Ett RFB är en typ av elektrokemisk cell som omvandlar kemisk energi till elektrisk energi genom reversibel oxidation och reduktion av arbetsvätskor. Sådana batterier består av energilagrande elektrolyter som pumpas genom en elektrokemisk cell till ett lagringsutrymme. Eftersom de är lätt skalbara används de vanligtvis för att lagra stora mängder energi, t.ex. den som samlas in av ett energinät.
RFB:er är dock inte effektiva, vilket är anledningen till att forskare har letat efter sätt att förbättra dem. I detta nya försök har teamet i Kina hittat ett sätt att förbättra effektiviteten genom att använda en ny typ av katalytisk elektrod.
Forskarna försökte förbättra effektiviteten hos en speciell typ av RFB som kallas SIRFB och som baseras på polysulfid-iodid. De började med ett 2D MoS2-nanoark och förstärkte det med CO-atomer och svavelvakanser, vilket skapade ett nytt material som de beskrev som CoSA-VS/MoS2.
Det nya materialet kan användas för att optimera gränssnittet, öka absorptionen av reaktanter och påskynda kinetiken i kopplingen mellan I-/I3– ochS2-/Sx2-. Resultatet blev en katalytisk elektrod som gjorde det möjligt för de SIRFB:er i vilka de placerats att bli mer effektiva.
Elektrokemisk prestanda hos vattenhaltiga SIRFBs med CoSA-VS/MoS2. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58273-9
Testerna visade att batterierna kunde uppnå en effektivitet på 87,9% vid 20 mA cm-2, vilket forskargruppen beskriver som en betydande förbättring jämfört med dagens toppmoderna SIRFB. Batteriet uppnådde en toppeffekttäthet på 95,7 mW cm-2 med 76,5% energieffektivitet vid 30 mA cm-2 och kördes i upp till 50 cykler. När batteriet användes vid 10 mA cm-2 upprätthölls stabil drift vid 10% laddningsstatus i upp till 850 cykler.
Forskargruppen konstaterar att batteriets högsta effektivitet kan återställas genom att elektrolyten byts ut efter 200 och 600 cykler.
För mer information: Zhigui Wang et al, Synergy of single atoms and sulfur vacancies for advanced polysulfide-iodide redox flow battery, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58273-9
