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Influence of Organic Additives for Zinc-Air Batteries on Cathode Stability and Performance

Kube, Alexander und Wagner, Norbert und Friedrich, K. Andreas (2021) Influence of Organic Additives for Zinc-Air Batteries on Cathode Stability and Performance. Journal of The Electrochemical Society, 168 (050531). Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/1945-7111/abff63. ISSN 0013-4651.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/abff63

Kurzfassung

In this work, a theoretically predicted electrolyte composition comprising 6 M potassium hydroxide (KOH), 2 M citric acid, 1 M glycine, and 0.5 M zinc oxide is tested in terms of electrochemical performance, cathode stability, and electrolyte stability. It is shown that dissolved metal ions from the cathode reacted with the introduced organic additives, reduced the cathode stability, and blocked metal oxidation reactions. This was due to a Kolbe-like decomposition reaction that occurred because of the presence of potassium citrate, which formed because of the reaction of KOH and citric acid. Furthermore, intermediate products of this decomposition reaction appeared to block the cathode's surface, hindering oxygen (O2) evolution and reducing the overall cell performance. The decomposition of potassium citrate starts above 1.7 V Zn. Additionally, it is shown that tribase citric acid behaves similarly to a dibase carbonic acid. Both decrease the onset potential for the O2 reduction reaction from 0.9 V vs reversible hydrogen electrode (RHE) for pure 6 M KOH to 0.6 V vs RHE for KOH with these organic acids.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142334/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Influence of Organic Additives for Zinc-Air Batteries on Cathode Stability and Performance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kube, AlexanderAlexander.Kube (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8042-326XNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, NorbertNorbert.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2596-8689NICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2968-5029NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 Mai 2021
Erschienen in:Journal of The Electrochemical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:168
DOI:10.1149/1945-7111/abff63
Verlag:Electrochemical Society, Inc.
ISSN:0013-4651
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Zn–air battery, organic additives, electrolyte
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HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Kube, Alexander
Hinterlegt am:20 Jul 2021 14:18
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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