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Membrane-Free Alkali Metal-Iodide Battery with a Molten Salt

Lee, Juhan und Monrrabal, Gleidys und Sarma, Martins und Lappan, Tobias und Hofstetter, Yvonne Jasmin und Trtik, Pavel und Landgraf, Steffen und Ding, Wenjin und Kumar, Sumit und Vaynzof, Yana und Weber, Norbert und Weier, Tom (2023) Membrane-Free Alkali Metal-Iodide Battery with a Molten Salt. Energy Technology, 11 (230005). Wiley. doi: 10.1002/ente.202300051. ISSN 2194-4288.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Kurzfassung

Batteries with liquid metal electrodes are attractive candidates for sustainableenergy-storage applications due to low manufacturing cost and high recyclability.These batteries should be developed for lower operating temperature, higher cellvoltage, and membrane-free cell configuration. Herein, a new type of a mem-brane-free cell relying on liquid alkali metals and iodide is demonstrated. As aproof-of-concept study, membrane-free alkali metal-iodide (A-AI) batteries areconstructed by a facile cell assembly introducing current collectors, LiI–LiCl–KI–CsI salt mixture, and an insulator without relying on solid-state mediums forseparating electrolytes. For the initial assembly, no active electrode materials arerequired since they are naturally formed during battery operation. Despite theunoptimized cell construction, the membrane-free A-AI batteries show promisingelectrochemical performance such as a reliable stability for 250 cycles. The cellsare able to handle a high current density and show a relatively low self-dischargerate, which implies the possibility of an iodine-concentrated layer at the bottom ofthe cell. This is further supported by postmortem analyses using neutron radi-ography. X-ray photoemission spectroscopy is performed to identify the changesin the iodine concentration in the cell.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197241/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Membrane-Free Alkali Metal-Iodide Battery with a Molten Salt
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lee, JuhanInstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monrrabal, GleidysInstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sarma, MartinsInstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lappan, Tobiasnstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hofstetter, Yvonne JasminChair for Emerging Electronic Technologies, Technical University of Dresden, Nöthnitzer Str. 61, 01187 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trtik, PavelLaboratory for Neutron Scattering and Imaging, Paul Scherrer Institut, Forschungsstrasse 111, 5232 Villigen PSI, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Landgraf, Steffennstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ding, WenjinWenjin.Ding (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kumar, SumitInstitute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR), Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vaynzof, YanaChair for Emerging Electronic Technologies, Technical University of Dresden, Nöthnitzer Str. 61, 01187 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, NorbertInstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weier, TomInstitute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 März 2023
Erschienen in:Energy Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.1002/ente.202300051
Verlag:Wiley
ISSN:2194-4288
Status:veröffentlicht
Stichwörter:alkali metal-iodide batteries, liquid metal electrodes, low-temperaturemolten salts, membrane-free energy storage, neutron radiography
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher, E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Ding, Wenjin
Hinterlegt am:27 Okt 2023 14:03
Letzte Änderung:29 Jan 2024 11:58

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