近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員李先鋒團隊在低溫水系鋅溴液流電池溴絡合劑研究方面取得新進展。團隊提出了多溴化物絡合物極性調控策略，闡明了溴絡合劑結構對多溴化物性質的影響機制，合成了新型高性能絡合劑，實現了鋅溴液流電池在低溫和室溫條件下的高效穩定運行。相關成果發表在《能源與環境科學》上。
鋅溴液流電池低溫性能提高。大連化物所供圖
鋅溴液流電池具有安全性高、成本低、能量密度高等優勢，在分布式儲能領域應用前景廣闊。然而，傳統溴絡合劑形成的多溴化物在低溫條件下易發生相變，導致電池極化增大，降低電池運行的可靠性。因此，深入研究溴絡合劑結構，揭示其對多溴化物性質的影響機制，開發新型寬溫區絡合劑，對于推動鋅溴液流電池技術的發展具有重要意義。
本工作中，團隊基于對絡合劑碳骨架結構的系統性研究，設計合成出新型綜合性能優異的低溫溴絡合劑，實現了對多溴化物絡合物極性的有效調控。該絡合劑有效避免了多溴化物絡合物分子間形成強的氫鍵相互作用，使充電產物在相對較低的溫度下保持液態。此外，團隊通過降低多溴化物絡合物分子的極性，有效降低其在水中的溶解度，降低了電池的自放電。采用該絡合劑的鋅溴液流電池在室溫下可穩定循環1600次，平均庫倫效率超過95%；特別是在?20°C的低溫下，電池可穩定運行250個循環，庫倫效率高達99%。
本研究為鋅溴液流電池低溫溴絡合劑的結構設計與優化提供了新思路。
相關論文信息：https://doi.org/10.1039/D4EE04046E
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