Nature Commun:二羟基蒽醌电解液分子结构调控实现高容量有机液流电池
纳米技术 纳米 2022-08-13


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溶液相有机氧化还原流动电池AORFBs(Aqueous organic redox flow batteries)是一种具有前景的能够大规模利用间歇可再生能源的电能存储技术,尤其是有机分子作为一种由高丰度元素组成的非金属化合物,具有合成结构可调控,电化学性能可逆,反应速率比较快的特点。但是AORFBs电池的循环寿命非常差,而且电池的容量较低,导致AORFB电池的商用化面临困难与挑战。

有鉴于此,新加坡国立大学王庆等报道二羟基蒽醌(DHAQ)的分子工程化的碱性电解液策略解决AORFB电池的容量和寿命问题。

本文要点:

(1)

通过计算化学和原位表征技术,作者发现电化学反应过程中由于氢键作用导致DHAQ分子降解,通过分子工程化策略设计具有氧化还原活性的聚合物,得到了能够保证电池容量显著提高的复合物电解质。

(2)

通过1,5-DHAQ/聚蒽醌硫醚/炭黑阳极液与 [Fe(CN)6]3−/4−碱性阴极电解液,实现了一种具有573 mAh稳定放电容量(20 mA/cm2),电池循环寿命高达1100 h,平均放电电压为0.89 V的AORFB电池。

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参考文献

Huang, S., Zhang, H., Salla, M. et al. Molecular engineering of dihydroxyanthraquinone-based electrolytes for high-capacity aqueous organic redox flow batteries. Nat Commun 13, 4746 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-32424-8

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32424-8


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