Zinc electrodeposition for energy storage applications : the case of redox flow battery

Zinc-based redox flow batteries (hybrid flow) are one of the most promising solutions for energy storage in the present time with their added advantages in terms of energy density, cell voltage, and cost. The main idea of this work is to focus on analyzing several electrode couples in terms of performance, energy density, cell voltage in addition to their drawbacks and how to improve them. The second part focuses on the additive materials to the electrolyte solution and how it improves the deposition of zinc in the aspects of morphology control and improved chemical performance of the zinc electrode. The results from the electrodeposition of the Zinc sulfamate solution showed good deposition morphology and homogeneity as the current density increased, reaching a maximum faradic efficiency of 94%. The solution was successfully integrated into a flux battery coupled with a Fe-based catholyte. The results obtained suggested that the zinc sulphamate solution is a possible candidate for RFB systems.

Le batterie a flusso redox a base di zinco (flusso ibrido) sono una delle soluzioni più promettenti per l'accumulo di energia nel presente con i loro vantaggi aggiuntivi in termini di densità di energia, tensione delle celle e costi. L'idea principale di questo lavoro è concentrarsi sull'analisi di diverse coppie di elettrodi in termini di prestazioni, densità di energia, tensione di cella oltre ai loro svantaggi e come migliorarli. La seconda parte si concentra sui materiali additivi alla soluzione elettrolitica e su come migliora la deposizione di zinco negli aspetti del controllo della morfologia e del miglioramento delle prestazioni chimiche dell'elettrodo di zinco. I risultati ottenuti riguardo l’elettrodeposizione di zinco da un bagno a base di solfammato hanno mostrato una buona morfologia e omogeneità di deposizione, raggiungendo un'efficienza faradica massima del 94%. La soluzione è stata integrata con successo in una batteria a flusso, accoppiata con un catolita a base di Fe. I risultati ottenuti hanno suggerito che la soluzione di solfammato di zinco sia un possibile candidato per i sistemi RFB