最新Science: 水系电池的非典型充电策略

【引言】

具有有机活性材料的水系氧化还原液流电池的出现为规模化能量存储提供了环境友好型、可调和安全的思路。然而，目前只有紫罗碱等少数几种可水溶有机物在水溶液稳定窗口方位内展现出氧化还原可逆性，限制了水系电池的进一步发展。

【成果简介】

美国太平洋西北国家实验室的Xin Zhang和Wei Wang（共同通讯作者）发表文章展示了芴酮（FL）的分子工程研究，可通过对这一低成本有机物进行改性来实现醇类的电氧化过程。该电氧化过程可进一步在室温无催化剂条件下，实现可逆的酮加氢和脱氢作用。研究显示，基于这些芴酮衍生物阳极液（anolytes）的液流电池可高效运行，并且在室温和缓慢升温过程中还展现出了稳定的长循环性能。这些结果不仅扩展了可用于水系电池的有机物种类，也阐释了芴酮阳极液的存储机制是非典型的二电子机制。2021年05月21日，相关成果以题为“Reversible ketone hydrogenation and dehydrogenation for aqueous organic redox flow batteries”的文章在线发表在Science上。

【图文导读】

图1酮-醇电化学转变

图2FL-OH在水相介质中实现放电的化学反应平衡

图3高浓度电池

图4机制、DFT计算以及实验数据

文献链接：Reversible ketone hydrogenation and dehydrogenation for aqueous organic redox flow batteries（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abd9795）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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