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第一作者：Daihong Gao 通讯作者：Xuebing Zhao 通讯单位：清华大学   成果简介   木质素作为地球上唯一由芳香环结构组成的天然生物聚合物，是最有前途的可再生资源之一。目前，木质素增值生产芳香化学品主要是通过高温高压下的热解聚。然而，苛刻和极端的反应条件通常会导致过度氧化使得选择性差和收率低。清华大学赵雪冰团队通过开发新型木质素燃料DBFC（直接生物质燃料电池），将木质素燃料DBFC转变为可控反应器，在温和条件下以空气作为最终氧化剂产生芳香醛，并通过改变阳极催化剂和调节DBFC的运行参数来控制电子转移速率或氧化驱动力，从而控制木质素的解聚和氧化程度，实现了轻松控制芳香醛的产率（工作原理如图1所示）。他们研究了一系列阳极电催化剂、外部负载、阴极氧化剂和其他操作条件，并通过实验和表征探讨了电子转移和木质素解聚机制发现在泡沫镍上电沉积CoS可以很好地促进木质素氧化，以用于发电和芳香醛生产，在0.9...

第一作者：Xi Liu, Haolong Du 通讯作者：Tengfei Sun，Fengming Chu 通讯单位：北京化工大学 成果简介   为了提高有机氧化还原液流电池的性能，设计了一种新型蛛网状仿生流场。本论文基于经典流体力学方程与能斯特方程，构建了液流电池多孔电极内多组分输运计算模型，并通过实验验证其可靠性。通过对比蛛网状仿生流场与蛇形流场、平行流场的充放电电压、过电位、浓度分布及均匀性等，表明蛛网状流场的放电电压比蛇形流场高3.35%；蛛网状流场的均匀性系数比蛇形流场高15.55%。蛛网状流场的活性物质平均浓化值比蛇形流场高13.86%。蛛网状仿生流场的强化了多孔电极内多组分输运特性，提高了电池的性能。此外，还研究了网状仿生流场中支路数对电池性能的影响，结果表明，当支路数量为6时，仿生蛛网流场性能最优。图1 有机氧化还原液流电池实验验证图   本文所用液流单电池测试系统由武汉之升新能源有限公司提供。相关研究成果以“Design...

研究背景   近年来，钒氧化还原液流电池（VRFB）因其独立的能量和功率扩展性、非爆炸性和安全操作、长循环寿命和深度放电循环性而受到广泛关注。隔膜将正负电解质隔开，并在阳极和阴极之间进行离子转移。在VRFB应用中，理想的隔膜应具有以下特点：成本低、低透钒性和面电阻、出色的化学/电化学稳定性等。   Nafion系列膜是杜邦公司生产的侧链带有磺酸基团的商用全氟聚合物膜，由于其优异的质子传导性和化学/电化学稳定性，已被广泛应用于VRFB。为了克服这一缺点，人们引入了填料（木质素、ZrO2、和 TiO2）和表面涂层来制备复合 Nafion膜。虽然改性后的Nafion膜显示出更好的抗钒性能，但其化学稳定性却在一定程度上降低了。此外，Nafion基膜非常昂贵的事实在上述改性后并没有改变，因为 Nafion膜占VRFB成本的30-40%。因此，开发具有成本效益且抗钒的芳香族聚合物膜以应用于VRFB是非常迫切的。   迄今为止，已研究和开发了一系列用于VRFB的磺化芳香族聚合物膜，如磺化...

第一作者：熊斌宇 通讯作者：李旸 通讯单位：瑞典哥德堡查尔默斯理工大学 成果简介   本文构建了一种新的数据驱动方法，该方法将流速集成到VRB建模中，增强了数据处理能力和VRB行为的预测准确性。所提出的模型采用门控递归单元（GRU）神经网络作为其基本框架，在捕捉VRB的非线性电压段方面表现出非凡的准确度。GRU网络结构经过精心设计，以优化模型的预测能力，流量被视为一个关键的输入参数，以说明其对VRB电池性能的影响。设计并进行了实验室实验，涵盖了不同的电流和流速条件，以验证所提出的数据驱动建模方法。对几种最先进的算法进行了比较分析，包括等效电路模型和其他数据驱动模型，证明了所提出的考虑流速的基于GRU的VRB模型的优越性。由于GRU在处理时间序列数据方面的卓越能力，所提出的模型在宽操作范围内提供了令人印象深刻的准确终端电压预测，误差幅度不超过0.023V（1.3%）。这些结果表明了所提出方法的有效性和稳健性，突出了在管理和控制系统设计的精确VRB建模中考虑流量的新颖性和重要性。   相关研究成果以“A...

第一作者：Xuesong Li 通讯作者：Gang Wang，Ruilin Wang 通讯单位：四川大学 成果简介   为了提高磺化聚酰亚胺（SPI）的化学稳定性，我们成功地设计和合成了含有柔性脂肪族节段的SPI。最高占据分子轨道（HOMO）能量、最低未占据分子轨道（LUMO）能量及其能量间隙（HOMO-LUMO...

Journal of Materials Chemistry A（IF=11.9） 第一作者：班涛 通讯作者：朱秀玲 通讯单位：大连理工大学 成果简介   大连理工大学班涛提出了不含醚键的氟化聚（芳基哌啶）（PFDP）膜来解决钒液流电池（VFB）的隔膜离子选择性（离子传导性和抗钒性之间的权衡）和长期稳定性（机械耐久性和化学稳定性较差）的难题。具体而言，所制备的离子膜富含季铵基团的微相分离通道可加速离子传输，同时有效阻隔钒离子。无醚聚合物骨架和氟化结构可协同提高离子膜的稳定性。研究结果表明，所制备的...

第一作者：辛亚鲁 通讯作者：高崴 通讯单位：东南大学 成果简介   碱性锌–铁氰化物液流电池（AZFFBs）因低成本、高安全性和快速动力学而受到关注，但锌阳极在沉积过程中易发生粉化并形成电化学不可逆的“死锌”，导致活性锌损失、容量不可逆衰减，并严重限制电池的循环寿命。本研究，东南大学高崴教授团队从锌沉积的微观晶体生长过程出发，揭示锌粉化与“死锌”形成的关键起因在于不可逆晶芽的持续生长。基于这一认识，研究引入多配位电解液添加剂泛醇（PAN），协同调控Zn(OH)42⁻/Zn2⁺/Zn0在电极界面的传输与反应行为，从而有效抑制锌粉化。在Zn||K4[Fe(CN)6]全电池中，该策略使循环稳定性提升约15倍，同时库仑效率、能量效率和电压效率分别提高2.1%、3.1%和1.2%，验证了多配位电解液添加剂策略在提升碱性锌–铁氰化物液流电池循环稳定性和能量利用效率方面的有效性。  ...

第一作者：李云璇 通讯作者：周明月 通讯单位：中国石油大学（北京） 成果简介   水系锌基液流电池（ZFBs）在大规模储能领域展现出巨大潜力。然而，由于锌沉积过程受电极表面及离子电势的影响，导致锌沉积不均匀，从而引起锌枝晶及面容量受限等问题。本研究，中国石油大学（北京）周明月团队提出一种双层电极架构的空间可控沉积策略，该架构以SnO2功能化碳毡（SnO2@CF）作为底层，原始碳毡（PCF）作为顶层。这种结构通过引入成核过电位和锌亲和力梯度，将沉积分布从集中于近膜侧表面堆积转变为全空间均匀分布。基于此，双层电极组装的锌基液流电池实现了330...

  第一作者：李鑫丰 通讯作者：王超 通讯单位：中北大学成果简介本研究，中北大学王超团队通过引入多孔聚酰亚胺（PI）、COF-LUZ和COF-TpBpy等微孔填料，成功制备了一系列磺化聚醚醚酮（SPEEK）基复合膜，并明显提高了钒氧化还原液流电池（VRFBs）的性能。与纯SPEEK和Nafion...