【儀器儀表網(wǎng) 專題推薦】中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李先鋒、張長(zhǎng)昆研究團(tuán)隊(duì)在水系有機(jī)液流電池(AOFBs)關(guān)鍵材料研發(fā)中取得重要突破。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中多電子轉(zhuǎn)移有機(jī)活性分子(ORAMs)存在的穩(wěn)定性與溶解性矛盾難題,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì),開發(fā)出基于芘四酮母核的不對(duì)稱衍生物PT-1S,成功實(shí)現(xiàn)了四電子可逆轉(zhuǎn)移。
該材料通過(guò)引入單個(gè)磺酸基團(tuán)調(diào)整分子平面性,在保證電子離域穩(wěn)定中間半醌自由基的同時(shí),增強(qiáng)氫鍵相互作用,使電解液溶解性提升至0.7M,突破傳統(tǒng)拓展共軛結(jié)構(gòu)材料溶解度低的局限。所構(gòu)建的對(duì)稱電池在60℃高溫下經(jīng)1000次循環(huán)保持99.6%容量保持率,全電池能量密度達(dá)59.6 Wh/Lcatholyte,創(chuàng)同類體系新高。研究通過(guò)分子工程策略有效破解了"電子轉(zhuǎn)移數(shù)-穩(wěn)定性-溶解性"的三角制約關(guān)系,為發(fā)展低成本、高能量密度液流電池提供了新思路。
團(tuán)隊(duì)前期已在活性分子設(shè)計(jì)合成、千瓦級(jí)電堆開發(fā)等方面形成系列創(chuàng)新成果,本次突破進(jìn)一步推動(dòng)了有機(jī)液流電池從實(shí)驗(yàn)室向?qū)嵱没~進(jìn)。相關(guān)工作發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》,獲國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等專項(xiàng)支持,標(biāo)志著我國(guó)在新型儲(chǔ)能材料基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,為構(gòu)建高比例可再生能源系統(tǒng)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。