A comparative study of chemically oxidized carbon cloth and thermally treated carbon paper electrodes applied on aqueous organic redox flow batteries

Autor(es)

Faria, Luana C. I. ; Sedenho, Graziela C. ; Bertaglia, Thiago ; Macedo, Lucyano J. A. ; Crespilho, Frank N.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Electrochimica Acta; v. 485, p. 8-pg., 2024-03-16.

Resumo

Aqueous organic redox flow batteries (AORFBs) are emerging as promising candidates for efficient energy storage in grid-scale applications. In this study, we present a comprehensive analysis comparing the performance of thermally treated carbon paper and chemically oxidized carbon cloth electrodes, which have been extensively examined for their potential suitability in AORFBs. Results indicate that carbon cloth electrodes exhibit a higher concentration of oxygenated functional groups, contributing to enhanced electrochemical kinetics and improved electrochemical stability. These attributes translate to an AORFB with 62 times higher power density when compared to paper-based electrodes used. Through repeated charge-discharge cycles utilizing the BQDS & boxV;AQS model as a representative AORFB prototype, superior performance in the carbon cloth electrodes is consistently observed. Our findings even suggest the potential for optimizing the flow rate of the electrolyte to further enhance performance. (AU)

• Processo FAPESP: 22/09164-5 - Compreendendo os mecanismos de transferência de carga em sistemas biológicos e biomiméticos usando técnicas in-situ e operando: desde a ciência fundamental à aplicação na área energética
• Beneficiário: Frank Nelson Crespilho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/12404-2 - EMU concedido no processo 2018/22214-6, STM-in situ com Eletroquímica
• Beneficiário: Frank Nelson Crespilho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 19/21089-6 - Superfícies de carbono para aplicação em baterias orgânicas: propriedades estruturais da interface hidrogel/eletrólito/eletrodo
• Beneficiário: Luana Cristina Italiano Faria
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 20/04796-8 - Estudos in situ e operando de metaloenzimas para conversão de energia e bioeletrossíntese de combustíveis
• Beneficiário: Graziela Cristina Sedenho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/20493-2 - Estudo de metaloenzimas por eletroquímica acoplada à espectroscopia vibracional
• Beneficiário: Lucyano Jefferson Alves de Macêdo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/03681-2 - Microbaterias orgânicas: utilizando hidrogéis e moléculas redox bioinspirados
• Beneficiário: Thiago Bertaglia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático