【儀器儀表網 專題推薦】中國科學院大連化學物理研究所李先鋒、張長昆研究團隊在水系有機液流電池(AOFBs)關鍵材料研發(fā)中取得重要突破。針對現(xiàn)有技術中多電子轉移有機活性分子(ORAMs)存在的穩(wěn)定性與溶解性矛盾難題,研究團隊通過分子結構創(chuàng)新設計,開發(fā)出基于芘四酮母核的不對稱衍生物PT-1S,成功實現(xiàn)了四電子可逆轉移。
該材料通過引入單個磺酸基團調整分子平面性,在保證電子離域穩(wěn)定中間半醌自由基的同時,增強氫鍵相互作用,使電解液溶解性提升至0.7M,突破傳統(tǒng)拓展共軛結構材料溶解度低的局限。所構建的對稱電池在60℃高溫下經1000次循環(huán)保持99.6%容量保持率,全電池能量密度達59.6 Wh/Lcatholyte,創(chuàng)同類體系新高。研究通過分子工程策略有效破解了"電子轉移數(shù)-穩(wěn)定性-溶解性"的三角制約關系,為發(fā)展低成本、高能量密度液流電池提供了新思路。
團隊前期已在活性分子設計合成、千瓦級電堆開發(fā)等方面形成系列創(chuàng)新成果,本次突破進一步推動了有機液流電池從實驗室向實用化邁進。相關工作發(fā)表于《美國化學會志》,獲國家重點研發(fā)計劃等專項支持,標志著我國在新型儲能材料基礎研究領域取得重要進展,為構建高比例可再生能源系統(tǒng)提供了關鍵技術支撐。