Development of a hybrid flow battery layout based on the derivatives of quinones and anthraquinones in alkaline solutions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Practical interest in redox flow batteries (RFB) has arisen in recent decades due to the intensive development of alternative energy (such as solar and wind) and the regulation of peak loads in industrial electrical networks. It turns out that large-scale energy storage devices to compensate for fluctuations in solar and wind energy generation and to reduce peak loads in industrial electrical networks and power supply systems for large households are more profitable when redox flow batteries are used. Firstly, they are very easily scalable, and secondly, the energy stored in such batteries is cheaper. In this work, the electrochemical behavior of some promising organic systems based on quinone, anthraquinone and their analogs in alkaline solutions was studied using cyclic voltammetry. The layouts of the flow batteries based on a hybrid redox system (anthraquinone sulfonic acid sodium salt/potassium ferrocyanide and hydroquinone sulfonic acid sodium salt/potassium ferrocyanide) were developed. The operating voltage of such RFBs was about 0.75 and 0.85 V, respectively.

About the authors

Ivan Alekseevich Kazarinov

Saratov State University

83, Astrakhanskaya St., Saratov, 410012

Danila Evgen'evich Voronkov

Saratov State University

83, Astrakhanskaya St., Saratov, 410012

Yuliya Andreevna Kiseleva

Saratov State University

83, Astrakhanskaya St., Saratov, 410012

Vladimir Vladimirovich Oliskevich

Research Institute of Organic Technology, Inorganic Chemistry and Biotechnology

239 B. Sadovaya St., Saratov 410005, Russia

Aleksandr Yur'evich Abramov

Research Institute of Organic Technology, Inorganic Chemistry and Biotechnology

239 B. Sadovaya St., Saratov 410005, Russia

Peter Gennad'evich Nikonorov

Research Institute of Organic Technology, Inorganic Chemistry and Biotechnology

239 B. Sadovaya St., Saratov 410005, Russia

References

  1. Luo J., Hu B., Hu M., Zhao Y., Liu T. L. Status and Prospects of Organic Redox Flow Batteries toward Sustainable Energy Storage // ACS Energy Letters. 2019. Vol. 4, № 9. P. 2220–2240.
  2. Obama B. The irreversible momentum of cleanenergy // Science. 2017. Vol. 355. P. 126–129. https://doi.org/10.1126/science.aam6284
  3. Dunn B., Kamath H., Tarascon J. Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices // Science. 2011. Vol. 334 (6058). P. 928–935.
  4. Yang Z., Zhang J., Kintner-Meyer M. C. W., Lu X., Choi D., Lemmon J. P., Liu J. Electrochemical Energy Storage for Green Grid // Chem. Rev. 2011. Vol. 111, № 5. P. 3577–3613.
  5. Soloveichik G. L. Flow Batteries: Current Status and Trends // Chem. Rev. 2015. Vol. 115, № 20. P. 11533–11558.
  6. De León C. P., Frı́as-Ferrer A., González-Garcı́a J., Szánto D. A., Walsh F. C. Redox flow cells for energy conversion // J. Power Sources. 2006. Vol. 160. P. 716.
  7. Divya K. C., Østergaard J. Battery energy storage technology for power systems – An overview // Electr. Power Syst. Res. 2009. Vol. 79, iss. 4. P. 511–520.
  8. Wang W., Luo Q., Li B., Wei X., Li L., Yang Z. Recent Progress in Redox Flow Battery Research and Development // Adv. Funct. Mater. 2013. Vol. 23, № 8. P. 970–986.
  9. Годяева М. В., Казаринов И. А., Воронков Д. Е., Олискевич В. В., Остроумов И. Г. Проточные батареи на основе органических редокс-систем для крупномасштабного хранения электрической энергии // Электрохимическая энергетика. 2021. Т. 21, № 2. С. 59–85. https://doi.org/1018500/1608-4039-2021-21-2-59-85
  10. Казаринов И. А., Воронков Д. Е., Годяева М. В., Олискевич В. В., Никоноров П. Г., Талаловская Н. М., Абрамов А. Ю. Электрохимические свойства хинонов, антрахинонов и их производных – потенциальных редокс-систем для проточных батарей // Электрохимическая энергетика. 2021. Т. 21, № 4. С. 177–190. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2021-21-4-177-190

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».