含水氧化还原液流电池。信用:华南理工大学王莉雯为了生产一种高性价比的氧化还原液流电池，华南理工大学的研究人员合成了一种分子化合物，这种化合物可以作为低成本的电解质，使液流电池能够在每个循环中保持99.98%的容量。他们在8月14日的《能源材料进展》上发表了他们的方法。该电池包括两罐相对的液体电解质，沿着夹在电极之间的膜分离器泵送正极和负极液体，促进离子交换以产生能量。华南理工大学化学与化学工程学院广东省燃料电池技术重点实验室教授、相应作者梁振兴表示，在开发负电解质液体方面已经做了大量工作，而正电解质液体受到的关注较少。
“水氧化还原液流电池可以实现利用不稳定太阳能和风能的稳定电输出，被认为是一种有前途的大规模储能技术，”梁说。“电活性有机材料元素丰富、成本低廉，以及对正负电解质电化学特性的灵活分子控制，被认为是开发下一代氧化还原液流电池的关键。”
梁和他的团队专注于TEMPO，这是一种容易逆转氧化态和高能量潜力的化合物，是正极电解质的理想品质。
“然而，由于分子骨架的高疏水性，TEMPO不能直接应用于含水氧化还原液流电池，”梁说，他解释说，如果TEMPO保持不变，它将不会溶解在促进液流电池中能量交换所需的液体中。“我们开发了一种策略，用v iologen(一种具有高度可逆氧化还原反应的有机化合物)将TEMPO功能化，以提高TEMPO的亲水性。”
根据梁的说法，紫精高度溶于水，这增加了TEMPO溶于水的能力。紫精还从原子伴侣中化学提取电子，这提高了其改变氧化状态的潜力。紫精也是一种盐，这赋予了TEMPO在水溶液中所谓的“体面的导电性”。
当合成的紫精修饰的TEMPO在流动电池中进行测试时，研究人员发现电池在每个循环中保持99.98%的容量，这意味着电池在不活跃使用时可以储存几乎所有的能量。
“这项工作通过紫精功能化克服了TEMPO的缺点，实现了其在水氧化还原液流电池中的应用，”梁说。“分子设计理念为新型有机电活性材料提供了策略，为水性有机液流电池的应用奠定了基础。”
其他投稿人包括胡志虎、、袁献之、志鹏翔、明宝黄娥、、、付志勇，均为华南理工大学化学化工学院广东省燃料电池技术重点实验室。胡也隶属于中山大学材料科学与工程学院。
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