Lee, Juhan and Monrrabal, Gleidys and Sarma, Martins and Lappan, Tobias and Hofstetter, Yvonne Jasmin and Trtik, Pavel and Landgraf, Steffen and Ding, Wenjin and Kumar, Sumit and Vaynzof, Yana and Weber, Norbert and 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.
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Abstract
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.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/197241/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Membrane-Free Alkali Metal-Iodide Battery with a Molten Salt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 25 March 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Energy Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1002/ente.202300051 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2194-4288 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | alkali metal-iodide batteries, liquid metal electrodes, low-temperaturemolten salts, membrane-free energy storage, neutron radiography | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Materials and Technologies for the Energy Transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Electrochemical Energy Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | E SP - Energy Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | E - Electrochemical Storage, E - Materials for Electrochemical Energy Storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Ding, Wenjin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 27 Oct 2023 14:03 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 29 Jan 2024 11:58 |
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