Credit:pix abay/CC0 Public Domain电动汽车(EVs)的销量在过去几年中呈指数级增长，对太阳能和风能等可再生能源的需求也是如此。根据国际能源署(IEA)的数据，截至2020年，美国有近180万辆注册电动汽车，是2016年的三倍多。电动汽车要求随时随地都有电力供应，充电没有延迟，但太阳能和风能是间歇性能源，不能按需提供。它们产生的电力需要储存起来以备后用，而不是被浪费掉。这就是美国大学聚合物科学和聚合物工程学院教授朱钰博士和他的研究团队的工作，他们开发了一种更稳定的方法来储存这种重要的能量。
就像今天的加油站一样，电力发电站需要一个存储系统来保持电动汽车的电力不断充电。低成本、可扩展的氧化还原液流电池(RFB)是最适合这种系统的技术；然而，目前的rfb使用高成本和对环境有害的活性材料(电解质)。最近，水溶性有机材料已被提议作为未来的电解质在rfb(即水性有机rfb，或AORFBs)。有机基电解质可以从可再生资源中获得，并且以非常低的成本制造。然而，缺乏稳定的水溶性有机电解质材料，特别是正极电解质(阴极电解质)，是AORFBs的主要障碍。
朱的研究小组与博士领导的美国西北太平洋国家实验室的科学家合作，成功开发了迄今为止AORFBs中最稳定的阴极电解液(正极电解液)，并展示了在6000次循环中保持90%以上容量的电池，预计以每天一个循环的速度不间断运行超过16年。他们的研究最近发表在《自然能源》杂志上，其中包括朱的博士生和赖云玉的贡献。
朱说:“高性能射频识别技术的发展将丰富电能储存系统的种类，并弥补间歇性可再生能源的不足，从而大大提高电动设施(如车辆)的可用性。”。"为了显著改善水性有机rfb的性能，开发新阴极电解液的紧迫性至关重要."
在《自然能源》的论文中，该团队不仅展示了AORFBs中最先进的阴极电解液，还提供了一种全新的策略来设计水溶性阴极电解液，以提高它们在水中的溶解度(能量密度)。研究人员没有附着亲水官能团来提高分子的溶解度，而是改变了分子的对称性，从而大大提高了溶解度。有了新的设计策略，团队计划设计新的材料，使rfb进一步成熟。
基于本研究中开发的技术已经提交了专利申请。这些材料的可扩展性将在Akron PolyEnergy Inc .中进一步研究，Akron PolyEnergy Inc .是由朱联合创立的UA的一家分拆公司，专注于包括锂离子电池和液流电池在内的储能器件材料的开发。
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