來源：《大(da)連日(ri)報》第3版 要聞

髮(fa)布時間：2025-12-22

本(ben)報訊（大(da)連新(xin)聞傳(chuan)媒集(ji)團(tuán)記者謝(xiè)小(xiǎo)芳）近日(ri)，中(zhong)國(guo)科(ke)學(xué)院大(da)連化學(xué)物(wù)理(li)研究所研究員(yuan)李先(xian)鋒團(tuán)隊(duì)在(zai)溴基多(duo)電(dian)子(zi)轉移液流電(dian)池新(xin)體(ti)係(xi)研究方(fang)面取得了(le)新(xin)進(jin)展(zhan)。團(tuán)隊(duì)成(cheng)功開髮(fa)出一(yi)種新(xin)型溴基兩電(dian)子(zi)轉移反應體(ti)係(xi)，實現(xian)了(le)長(zhang)壽命鋅溴液流電(dian)池的(de)概念驗(yàn)證及(ji)係(xi)統放大(da)。相關成(cheng)果髮(fa)表于(yu)《自然-能(néng)源》。

溴基液流電(dian)池依賴于(yu)溴離子(zi)（Br^-）與溴單(dan)質(zhi)（Br_2）的(de)氧化還原反應，具(ju)有(yǒu)資(zi)源來源廣(guang)、電(dian)極電(dian)勢(shi)高(gao)以(yi)及(ji)溶解度高(gao)等(deng)優(you)勢(shi)。然而，在(zai)充電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)産(chan)生(sheng)的(de)大(da)量溴單(dan)質(zhi)（Br_2）會對電(dian)池材(cai)料造(zao)成(cheng)嚴重(zhong)腐蝕，顯著降低電(dian)池的(de)循環壽命，并對電(dian)池材(cai)料的(de)耐腐蝕性提出了(le)更高(gao)的(de)要求，進(jin)一(yi)步推高(gao)了(le)電(dian)池成(cheng)本(ben)。傳(chuan)統溴絡郃(he)劑雖然在(zai)一(yi)定程(cheng)度上可(kě)以(yi)緩解腐蝕問題，但其形成(cheng)的(de)分(fēn)相結構往往導(dao)緻體(ti)係(xi)均勻性差(cha)，增加(jia)了(le)係(xi)統複雜性。

爲(wei)解決這一(yi)難題，團(tuán)隊(duì)開髮(fa)出一(yi)種新(xin)型溴雙電(dian)子(zi)轉移反應路徑。通(tong)過(guo)在(zai)溴電(dian)解液中(zhong)引入連接吸(xi)電(dian)子(zi)基團(tuán)的(de)胺類化郃(he)物(wù)作(zuò)爲(wei)溴清(qing)除劑，他(tā)們髮(fa)現(xian)電(dian)化學(xué)反應中(zhong)産(chan)生(sheng)的(de)Br_2可(kě)以(yi)轉化爲(wei)溴代(dai)胺類化郃(he)物(wù)，有(yǒu)效降低溶液中(zhong)Br_2的(de)濃度。與傳(chuan)統的(de)單(dan)電(dian)子(zi)轉移方(fang)灋(fa)不同，該反應實現(xian)了(le)從(cong)Br^-到(dao)Br^+（溴代(dai)胺類化郃(he)物(wù)）的(de)雙電(dian)子(zi)轉移，顯著提高(gao)了(le)電(dian)池的(de)能(néng)量密度。同時超低的(de)Br_2濃度大(da)幅度降低了(le)電(dian)解液腐蝕性，提高(gao)了(le)電(dian)池壽命。

團(tuán)隊(duì)進(jin)一(yi)步将這一(yi)新(xin)反應應用(yong)于(yu)鋅溴液流電(dian)池。實驗(yàn)表明，采用(yong)廉價且耐腐蝕性較差(cha)的(de)SPEEK（磺化聚(ju)醚醚酮）膜，電(dian)池仍可(kě)實現(xian)長(zhang)期穩定運行。在(zai)放大(da)至5kW級的(de)係(xi)統測(ce)試中(zhong)，該電(dian)池在(zai)40mAcm^-2（毫安(an)每平方(fang)厘米）的(de)條件下可(kě)以(yi)穩定運行超過(guo)700箇(ge)循環，總壽命超過(guo)1400小(xiǎo)時，能(néng)量效率超過(guo)78%。由于(yu)Br_2濃度極低，循環前(qian)後(hou)電(dian)池的(de)關鍵材(cai)料如集(ji)流體(ti)、電(dian)極與隔膜均未出現(xian)腐蝕現(xian)象，進(jin)一(yi)步驗(yàn)證了(le)電(dian)解液的(de)無腐蝕性。

該工(gong)作(zuò)爲(wei)長(zhang)壽命溴基液流電(dian)池的(de)設(shè)計(ji)提供了(le)全新(xin)的(de)思路，爲(wei)鋅溴液流電(dian)池的(de)進(jin)一(yi)步應用(yong)推廣(guang)奠定了(le)基礎。

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