上证报中国证券网讯(记者韩远飞)近日,中国科学院金属研究所研发团队在碱性全铁液流电池领域取得进展,提出高空间位阻与负电荷界面协同设计策略,成功研发出超稳定铁配合物负极电解液,让碱性全铁液流电池实现6000次超长循环无容量衰减。
团队从分子结构出发,以12种富含羟基、磺酸基的有机配体为基础,设计合成11种结构精准调控的铁配合物,经理论计算与多轮筛选,最终确定[Fe(HPF)BHS]双配体螯合负极液。该配合物一方面有效阻挡氢氧根对铁离子中心的侵蚀,避免活性物质分解;另一方面显著降低活性物质与游离配体的跨膜渗透,从根源解决电解液交叉污染与降解失效难题,全面提升电池长期运行的稳定性。
多尺度表征证实,[Fe(HPF)BHS]可重塑铁离子溶剂化结构,配体渗透速率较传统体系降低两个数量级,6000次循环后无沉淀、无副产物累积,结构与可逆性保持完好。研究建立了全新的铁基电解液设计准则,大幅提升全铁液流电池寿命与经济性,为大规模储能(885921)提供低成本、长寿命解决方案,助力双碳目标与能源(850101)安全保障。
