維生素B2助力液體電池商業化

材料牛注：受人體儲能機制啟發，哈佛大學一研究團隊通過使用改性有機維生素B2，制造出一種堿性液體電池。這種新方法使液體電池實現高容量、低成本并且綠色環保，讓其商業化成為可能。

受人體儲能機制的啟發，哈佛大學的研究人員提出了一種用改性維生素B2分子制作堿性液體電池的方法。研究人員認為，由于這些分子有著無毒、非易燃、生產成本低的特點，人們將不再受太陽能、風能一類的間歇性能源限制，此舉可解決大規模電力儲存問題，它將為大規模電能存儲帶來一場革新。

液體電池是可重復充電的能量存儲單元，這些儲存單元是將化學溶液保存在由膜分隔的兩個外部貯箱中。當它從風能或太陽能等綠色能源獲得能量后，就可驅使電子從正極溶液端遷入負極溶液端，一旦電池接通，就會產生反向電流。一般情況下，電池電壓在1.0至2.2伏的范圍內，并且外部儲存槽越大，所能儲存的能量越多。

在這項新的研究之前，就有哈佛科學家在酸性電解質中，使用帶電的有機化合物醌類替代傳統的金屬離子。之后，研究人員在此基礎上，研發出一種能在堿性溶液中帶電的醌，這種醌就是通過用亞鐵氰化物替換原有的溴添加劑而獲得的，其中，亞鐵氰化物是一種添加到諸如食鹽里的普通抗結劑。

這項工作最終促使研究人員決心找到一個更環保的醌。一番波折后，研究人員最終發現，維生素B2可以作為醌的替代品。維生素B2有助于將來自食物中的能量儲存在體內，其與醌兩者之間的主要區別是交換電子的方式不同，前者用氮原子后者用氧原子。

哈佛大學教授Michael J. Aziz表示，“只需對原始的B2分子進行簡單的改性，就能讓這種新型分子成為一種堿性液體電池的理想材料。且這一類材料具有高度穩定性與可溶性，能夠提供較高的電池電壓與儲存容量。另一方面，由于維生素十分易于制造，所以這種分子也能夠以較低的成本實現大規模的制造。”

當然，成功并非一帆風順。在將改性的維生素B2應用于此研究之前，來自哈佛的這支研究團隊曾嘗試過非常多的有機分子，最終擁有高性能、低成本的維生素B2脫穎而出，成為最佳的選擇。

維生素B2分子的成功應用，為研究團隊使用類似的有機分子開辟了一個探索和利用的新領域。與此同時，他們還打算繼續深入研究下去，利用在自然界已發現的類似儲能機制，進而研發出一種高性能、持久、基于有機物打造的液體電池。

參考原文鏈接： High capacity, low-cost flow battery powers up with the help of vitamins

文獻鏈接： A redox-flow battery with an alloxazine-based organic electrolyte

本文由編輯部丁菲菲提供素材，王化偉編譯，黃瓊審核， 點我加入材料人編輯部。