最新Science: 水系電池的非典型充電策略

【引言】

具有有機活性材料的水系氧化還原液流電池的出現為規模化能量存儲提供了環境友好型、可調和安全的思路。然而，目前只有紫羅堿等少數幾種可水溶有機物在水溶液穩定窗口方位內展現出氧化還原可逆性，限制了水系電池的進一步發展。

【成果簡介】

美國太平洋西北國家實驗室的Xin Zhang和Wei Wang（共同通訊作者）發表文章展示了芴酮（FL）的分子工程研究，可通過對這一低成本有機物進行改性來實現醇類的電氧化過程。該電氧化過程可進一步在室溫無催化劑條件下，實現可逆的酮加氫和脫氫作用。研究顯示，基于這些芴酮衍生物陽極液（anolytes）的液流電池可高效運行，并且在室溫和緩慢升溫過程中還展現出了穩定的長循環性能。這些結果不僅擴展了可用于水系電池的有機物種類，也闡釋了芴酮陽極液的存儲機制是非典型的二電子機制。2021年05月21日，相關成果以題為“Reversible ketone hydrogenation and dehydrogenation for aqueous organic redox flow batteries”的文章在線發表在Science上。

【圖文導讀】

圖1 酮-醇電化學轉變

圖2 FL-OH在水相介質中實現放電的化學反應平衡

圖3 高濃度電池

圖4 機制、DFT計算以及實驗數據

文獻鏈接：Reversible ketone hydrogenation and dehydrogenation for aqueous organic redox flow batteries（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abd9795）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

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