装配有BTMAP-Fc阴极电解液和BTMAP-Vi阳极电解液的ORFB示意图，其中包含一个阴离子交换膜分离器。支持电解质中的酸碱度和阴离子组合列于示意图下方。充电过程中的电子和离子流动用实线表示，放电过程中的等效流动用虚线表示。信用:拉马尼实验室可再生能源领域的进展速度不仅受到从太阳、风、海洋或地球辐射热中获取能量的技术的限制，还受到有效储存和利用这些能量的能力的限制。不出所料，开发可扩展以满足电网需求的可靠电池的主要障碍是材料成本，以及寻找最佳材料所需的研究。
在圣路易斯的华盛顿大学，维贾伊·拉马尼(Vijay Ramani)实验室的一个研究小组，罗马B. &雷蒙德·h·威特科夫(Raymond H. Wittcoff)工程学院的杰出大学教授，开发了一种方法来确定哪些材料将适合作为任何有机氧化还原液流电池(ORFB)的关键组件，用于电网规模的能量存储:电解质。
这项研究发表在8月20日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
有机氧化还原液流电池是低成本的。它们的设计使得它们比锂离子电池每单位电量的存储成本更低，并且它们使用廉价的有机材料作为电池活性物质(阴极和阳极)。
“在我们的系统中，我们使用的是紫精，它被广泛用作除草剂，而且非常便宜，”第一作者Kritika Sharma说，他是Ramani实验室的博士生。“如果我们使用这种有机活性物质，那么主要的决定是，‘我们将它溶解在什么电解质中，以最大限度地提高电池效率？’”她说。
传统上，回答这个问题需要大量的反复试验和分析。然而，拉马尼团队的发现有可能消除这项工作的大部分内容:一个通用的描述符，表明哪些电解质最好与有机活性物质配对。
拉马尼的研究小组由Shrihari Sankarasubramanian和Javier Parrondo以及Sharma组成，他们研究了两种活性物质(二氯化二茂铁阴极和四氯化丙基紫精阳极)和六种电解质(硫酸；盐酸；甲磺酸；硫酸钠；氯化钠；他们发现它们的通用描述符指示了具有最互补的化学和电池性能特征的组合——低放电极化和高开路电压。
该论文的联合第一作者、圣安东尼奥德克萨斯大学化学工程助理教授Sankarasubramanian说:“我们的描述符，即溶剂重组能，使我们能够证明含有甲烷磺酸盐或氯化物抗衡离子的低pH电解质效果最好。“我们能够通过实验室一个小时的实验来预测这种情况，而不是通常的几天或几周。”
尽管这篇论文展示了有限数量组合的结果，但夏尔马说，该描述符可以被推广，因为它是基于活性物质和电解质之间的基本关系，并关联了系统中的动力学和传输特性。
有了一种通用的方法来预测给定有机活性物质的最佳电解质，新存储技术的发展将变得更加有效，而且不会太快。
夏尔马说:“当间歇性的太阳能和风能发电机占主导地位时，电网规模的储能需要有一个稳定的电网。“我们的通用描述符可以帮助加快新存储解决方案的开发。”
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