西湖大學(xué)最新研究：用氨基酸降低電池容量衰減 安全性較高的儲能系統(tǒng)

，水系有機液流電池的活性材料，來源于自然中儲量豐富的碳、氮、氧等元素，這些元素在分子結(jié)構(gòu)上可編輯可調(diào)節(jié)，能夠通過有機官能團得失電子的氧化還原行為，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。

而有機分子中的多電子轉(zhuǎn)移及其多樣的可設(shè)計性

，賦予了水系有機液流電池獨特靈活的優(yōu)勢，使之成為液流電池發(fā)展的新趨勢。

“在水系液流電池領(lǐng)域

，一系列基于蒽醌、紫羅堿、二茂鐵、氮雜芳環(huán)等有機結(jié)構(gòu)骨架的分子，已展現(xiàn)了較為良好的性能和應(yīng)用前景。”王盼說，然而，目前絕大部分研究工作都是基于商業(yè)可得的已知功能染料分子;基于吩嗪類有機結(jié)構(gòu)骨架的衍生物，在前序報道中僅有幾個例子，均存在水溶性差和不穩(wěn)定等問題，且該類化合物衰減機理尚不明確。

低衰減的新紀(jì)錄保持者

為改進現(xiàn)狀

，西湖大學(xué)研究人員將目光投向自然界來源廣泛的氨基酸。

該課題組將氨基酸作為功能化基團引入吩嗪骨架，利用氨基酸的水溶性特點及給電子特性

，合成了一系列水溶性吩嗪類衍生物(AFP)。之后，研究人員系統(tǒng)地探究了“AFP家族”不同成員——即不同支鏈及不同位置的氨基酸——對水系液流電池性能的影響。

“研究表明

，1,6-AFP具有穩(wěn)定的氧化態(tài)和還原態(tài);1,8-AFP、2,7-AFP同樣具有穩(wěn)定的氧化態(tài)，但其還原態(tài)易于發(fā)生氫的互變異構(gòu)，失去氧化還原活性并進一步降解，在電池測試中其容量迅速衰減。”王盼介紹。

課題組還對該類化合物的衰減機制做了詳盡分析