钠-海水电池（Na-SWBs）被认为是最有前途的大规模储能和海洋领域的电化学装置之一。
Na-SWBs正受益于海水中无限量的Na供应，但易受到负极容量的限制，因此有必要引入高容量负极，例如红磷。然而，由于其在充放电过程中具有极大的体积变化，获得厚电极和大面积容量极具挑战性。
在此，德国乌尔姆亥姆霍兹研究所（HIU）Stefano Passerini, Guk-Tae Kim及韩国蔚山科学技术院（UNIST）Youngsik Kim等人提出了一种基于氧化还原介质的红磷半液态负极（Na-PAHs），与具有Na+ 离子选择性的电子绝缘固体电解质膜（NASICON）组成无金属Na-SWB。Na-PAHs的负极电解液（Na-BP和Na-Pyr）作为红磷活性物质的氧化还原介质，能够促进红磷活性物质的钠化/脱钠。
图1. 氧化还原介质在红磷半液态负极中的作用
因此，在室温下采用静态负极中的半液态电极可以获得约11 mAh cm-2的Na半电池和15 mAh cm-2的Na-SWB的面容量。此外，通过在外部储槽中积累半液态负极，即在全氧化还原液流电池配置中可以提高储能性能。
这同时也实现了半液态负极的连续调节，以补偿降解现象。本研究提出的半液态负极使得Na-SWB在未来大规模固定储能中具有巨大的应用潜力。
图2. 采用红磷半液态负极的三电极钠海水全电池的表征
Redox-Mediated Red-Phosphorous Semi-Liquid Anode Enabling Metal-Free Rechargeable Na-Seawater Batteries with High Energy Density, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102061
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