氧化还原流动电池(RFB)作为一种有前景的能源储存技术，因其独特的可扩展性和长时储存能力而受到关注。然而，传统的RFB通常依赖于稀有且昂贵的材料
，例如钒，这限制了它们的广泛应用
。这促使研究人员探索更可持续的替代品
，尤其是水相有机流动电池(AOFB)
。然而
，AOFB仍面临挑战
，主要是有机氧化还原活性分子(ORAM)在空气中暴露时的不稳定性。

　　大连化学物理研究所的研究人员开发了基于萘的ORAM，用于水相流动电池

，能够在正常空气条件下稳定循环
。这一创新解决了AOFB大规模制造的障碍

，可能为其找到解决方案。

　　氧化还原流动电池

　　RFB是先进的能源储存系统，能够通过可逆反应将化学能直接转化为电能。

　　这些设备包含两种电解质溶液，分别盛放在不同的罐中，其中溶解了氧化还原活性材料
。电解质通过电化学电池，反应发生在惰性多孔电极上。离子交换膜将电极分开，允许离子转移，同时防止电解质混合
。

　　传统的RFB通常使用无机氧化还原物质，如锌、铅酸
、溴或多硫化物。在这些材料中，钒因其多重氧化态
、强氧化还原特性和高稳定性而显得最具前景

。然而，钒的稀缺性和不断上涨的成本使得许多人开始寻找替代的可持续解决方案，例如有机基系统。

　　水相有机流动电池利用溶解在水基电解质中的有机材料，使其更加经济和环保
。然而
，问题在于这些电池中使用的ORAM的稳定性
。具体来说，ORAM在暴露于空气时容易因不良副反应而失活
。这一失活过程导致了不可逆的容量损失。

　　此外，需要惰性气体环境以防止ORAM失活，这给电池维护增加了复杂性和成本。

　　萘电池的突破

　　研究人员开发了一种使用基于萘的ORAM的AOFB
，以解决无机ORAM在空气中不稳定的问题。团队合成了具有活性羟基和二甲胺结构的萘衍生物
，结合了化学和原位电化学方法。这一方法简化了ORAM的纯化过程，同时具有可扩展性和成本效益
。

　　电化学步骤允许引入亲水性的烷基胺结构，以保护活性位点免受副反应的影响。光谱分析和理论计算表明，二甲胺结构增强了水溶性，并在充放电循环中维持分子的稳定性

。

　　使用1.5 mol/L的电解液，制得的萘流动电池显示出显著的稳定性，达到了850个循环(约40天)而没有容量损失。它还保持了每升50 Ah的高容量
。值得注意的是，该电池在持续暴露于空气的情况下表现良好，完成了600个循环(约22天)而没有性能下降
。

　　研究人员还解决了可扩展性问题，实现了每批5公斤的萘衍生物生产。在中试规模测试中，330 Ah容量的电池组展示出270个循环(27天)的循环稳定性，并且每个循环的保留容量达到了99.95%。

　　下一代能源储存

　　这一AOFB技术的突破为可持续能源储存开辟了新的途径。随着研究人员继续完善这些空气稳定的有机分子
，利发国际可能会看到能源储存领域的转变
。成本效益高、环保且具有可扩展性的电池潜力将加速可再生能源的采用
。未来的发展可能会集中在提高能量密度和探索新型有机化合物上
。

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