近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员李前锋、研究员张长昆团队结合长春利用化学研究所研究员李胜海研究员在水系有机液流电池研究方面获得新进展。合作团队提出了原位电化学氧化合成方式，制备出耐氧性的萘衍生物，其在液流电池中作为正极活性份子揭示出杰出的不变性。研究发现，在正极电解液持续鼓入空气的前提下，该电池仍可以或许不变轮回600圈（跨越20天）以上，证实了萘衍生物正极活性份子具有优良的空气不变性。基在此，团队实现公斤级份子制备，并成功将其利用在电堆测试。相干功效颁发在《天然-可延续》上。

基在空气不变萘型衍生物的水系有机液流电池。年夜连化物所供图

液流电池有机活性份子的不变性和本钱是主要评价尺度。今朝，有机活性份子面对水溶性相对较低、不变性差、合成本钱高档问题。特别在非惰性气体庇护下，有机活性份子的布局不变性和电池的轮回不变性遭到庞大的挑战。

工作中，为合成低本钱、高不变性的有机活性份子，李前锋和张长昆团队以年夜宗性化学品羟基萘作为底物，采取化学合成和电化学合成相连系的制备策略，制备出多代替基润色的萘醌活性份子。该方式简单高效，无需复杂的分手纯化进程，简化了合成步调的同时下降了本钱。另外，团队经由过程原位核磁共振和离线液质联用等谱学方式，阐发了分歧布局衍生物的电化学反映机理。成果注解，在电化学氧化阶段，萘衍生物羟基对位侧的苄胺官能团离去，并与水反映氧化生成萘醌，进一步与水加成生成多代替的萘醌活性份子。理论计较和尝试成果注解，二甲胺官能团提高了萘醌份子的消融性的同时对份子活性中间开博体育起到庇护感化，从而晋升了高浓度电解液的不变性。研究团队进一步采取一体扮装置将萘活性份子的合成进程进行放年夜，单次可制备5公斤萘衍生物份子，并进行了电堆不变性测试。

该研究有望为低本钱、高不变液流电池活性份子的布局设计和合成方式优化供给新思绪，有助在将水系有机液流电池范围化和适用化。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41893-024-01415-6

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