【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池，具体为一种用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法及应用。
技术介绍
1、近年来，以可再生能源为基础的发电装置在新增发电装机数量中的比例逐渐攀升，这一趋势表明可再生能源正逐步替代传统的火力发电方式。目前，尽管风能、太阳能、潮汐能等常见可再生能源正逐渐被大规模开发，但其间歇性和波动性问题成为了其进一步快速发展的挑战与阻碍。直接并网不仅会对电网系统造成冲击，还会危及对用户侧的正常供电输出，从而产生安全隐患，影响用户的正常工作生活。因此，迫切需要一种合适安全的储能系统来调节和稳定可再生能源发电的电力输出。在众多储能系统中，氧化还原液流电池因其具有安全性高、可扩展性好、循环寿命长、设计灵活、功率和能量解耦等特性而备受研究者关注。在研究人员开发的众多液流电池系统中，铁铬液流电池和全钒液流电池作为液流电池体系的常见类型正受到广泛开发，但目前面临的析氢析氧副反应问题以及投资成本等问题严重制约了其进一步的商业化发展。
2、电极作为液流电池体系中的重要组成部分，是电化学反应发生的场所，其活性位点的丰富程度以及比表面积的大小不仅可以制约活性物质的氧化还原反应，而且还可以决定电极的电化学性能。石墨毡、碳毡、碳纸和碳布等因具有良好的机械稳定性、高导电性、耐腐蚀性以及低成本等特点而被广泛应用为液流电池电极材料，但其较差的电化学性能以及氧化还原动力学制约了液流电池的功率密度，增加了系统的投资成本，并导致了副反应等一系列问题的发生。因此，为缓解决上述问题，液流电池中的多孔电极亟待进一步设计与优化。多孔电极的修饰改性方法大
3、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法及应用。
技术实现思路
1、1、本专利技术要解决的技术问题
2、本专利技术的目的在于提出一种用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法及应用以解决
技术介绍
中所提出的问题，通过大幅增加电极的活性位点数量，提高比表面积，促进催化活性物质在电极表面的氧化还原反应，进而提高电池整体的充放电性能、功率密度以及循环寿命。
3、2、技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
5、用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，包括以下步骤：
6、s1、选取适量五水合硝酸铋及均苯三甲酸作为溶质，选取适量n,n-二甲基甲酰胺及甲醇作为溶剂，将溶质与溶剂混合、搅拌，制得前驱体水热反应溶液；
7、s2、将s1中所配置的前驱体水热反应溶液转移至水热反应釜中，并放入电极，设置反应温度进行水热反应，生成前驱体修饰电极；
8、s3、将s2中所制得的前驱体修饰电极转移至管式炉中进行高温碳化，制得铋纳米碳球修饰电极。
9、优选地，s1中所述溶质的物质的量为：五水合硝酸铋为0.95～1.00mmol，均苯三甲酸为1.18～2.94mmol；所述溶剂总体积固定为20ml，其中，所述n，n-二甲基甲酰胺与甲醇的比例为1：0或4：1或1：3。
10、优选地，s2中所放入的电极种类为石墨毡或碳毡，其厚度为2.0～4.6mm。
11、优选地，s2中所述水热反应温度为120℃，反应时间为12～24h。
12、优选地，所述s2中水热反应后生成的电极为前驱体修饰的石墨毡或碳毡电极。
13、优选地，s3中所述管式炉的氛围为n2氛围，碳化温度为800～1000℃，升温速率为4～6℃/min，高温持续时间为1.5～2.5h。
14、利用上述方法制得的铋纳米碳球修饰电极在制备全钒液流电池以及铁铬液流电池负极上的应用。
15、3、有益效果
16、(1)本专利技术结合了水热合成以及高温碳化，所制备的铋纳米碳球锚定在电极表面，具有比表面积大、活性位点丰富、结构稳定，性能优良的特点，可以使液流电池可以在更高电流密度下运行，大幅提高了其功率密度。
17、(2)本专利技术可以减小电极的极化，均匀其局部电流密度，使全钒液流电池和铁铬液流电池在300ma cm-2电流密度下能量效率分别达到80.4和80.2％。
18、(3)本专利技术不改变宏观电极结构，不影响电极的原有装配，不影响原有电池结构。
19、(4)本专利技术操作简单，原材料成本具有经济性。
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1.用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，S1中所述溶质的物质的量为：五水合硝酸铋为0.95～1.00mmol，均苯三甲酸为1.18～2.94mmol；所述溶剂总体积固定为20mL，其中，所述N，N-二甲基甲酰胺与甲醇的比例为1：0或4：1或1：3。
3.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，S2中所放入的电极种类为石墨毡或碳毡，其厚度为2.0～4.6mm。
4.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，S2中所述水热反应温度为120℃，反应时间为12～24h。
5.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，所述S2中水热反应后生成的电极为前驱体修饰的石墨毡或碳毡电极。
6.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，S3中所述管式炉的氛围为N2氛围，碳化温度为800～10
7.利用权利要求1-6任一所述方法制得的铋纳米碳球修饰电极在制备全钒液流电池以及铁铬液流电池负极上的应用。
...【技术特征摘要】
1.用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，s1中所述溶质的物质的量为：五水合硝酸铋为0.95～1.00mmol，均苯三甲酸为1.18～2.94mmol；所述溶剂总体积固定为20ml，其中，所述n，n-二甲基甲酰胺与甲醇的比例为1：0或4：1或1：3。
3.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳米碳球修饰电极的制备方法，其特征在于，s2中所放入的电极种类为石墨毡或碳毡，其厚度为2.0～4.6mm。
4.根据权利要求1所述的用于液流电池的铋纳...
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