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第一作者：刘泽群 通讯作者：向志朋&张杰&傅志勇 通讯单位：华南理工大学、广东工业大学 DOI：10.1016/j.ces.2026.125386 感谢华南理工大学梁振兴团队—通讯作者向志朋校稿！工作简介本研究提出一种界面工程策略，采用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）盐作为多功能电解质添加剂，以实现可逆均匀锌沉积。主要研究成果如下：(i)DTPA调控Zn²⁺的溶剂化壳层，形成稳定的Zn(H₂O)₄Br⁻...

第一作者：王坤胤 通讯作者：梁振兴、陈筱薷、黄明保 通讯单位：华南理工大学 DOI：10.1016/j.ces.2026.125385 感谢华南理工大学梁振兴团队（第一作者：王坤胤）校稿！工作简介本研究提出一种基于联吡啶鎓盐库训练的机器学习模型，可将平均极化率（AP）确定为黏度的首要预测描述符（R2>95%）。研究发现AP同时包含分子尺寸与电子云响应特性的相关信息，并能影响离子缔合行为以及游离离子、接触离子对与离子聚集体之间的分布。这些微观结构变化进而改变不同缔合状态的流动活化自由能，最终共同决定体系的宏观黏度。据此，本研究成功建立了分子特征参数AP与黏度之间的定量关联关系。基于该关联，可在分子设计阶段根据固有AP预测黏度演变趋势。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》【论文奖励】2026年8月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年7月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年5~6月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年4月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年3月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年2月液流电池论文奖励清单！研究背景水系有机氧化还原液流电池（AORFBs）凭借有机储电分子结构的高度可调性以及丰富的元素资源，已成为实现可持续、大规模储能的极具前景的技术方案。其中，电解液作为电能存储与传递的载体，在多孔电极中循环流动并发生氧化还原反应，从而实现电池的充放电过程。因此，电解液的流变学性质直接影响AORFBs中的物质传输过程。尽管黏度对电池的能量转换效率具有重要影响，但如何建立分子结构与宏观流动之间的定量关联，仍是先进电解质理性设计面临的关键挑战。 过高的电解液黏度会通过两种主要机制显著限制AORFBs的运行性能：一方面，高黏度会增大扩散层厚度，加剧传质极化；另一方面，高黏度会降低离子电导率，进而对电池的电压效率和容量利用率产生不利影响。此外，高黏度还会增加电解液在管道及多孔电极中的流动阻力，从而提高系统所需的泵送功率。因此，深入识别影响电解液黏度的关键分子因素，对于开发高性能AORFBs电解液具有重要意义。核心内容1.采用机器学习方法识别影响黏度的关键分子描述符图1. 分子库构建与机器学习模型构建 本研究通过系统调控联吡啶鎓核心上的侧链长度、分子对称性及氢键供体数量，合成了一系列结构多样的衍生物，从而构建了较为全面的分子结构数据集。此外，本研究选用梯度提升决策树（GBDT）模型，这是因为该模型在小规模数据集上具有较强的泛化能力。GBDT模型能够有效捕捉分子结构与黏度之间的非线性关系，且在处理高度相关的分子描述符时无需进行特征缩放。同时，该模型支持特征重要性分析，可进一步识别影响电解液黏度的关键结构描述符。 本研究在三种浓度（1.0、1.5和2.0...

通讯作者：张理源 通讯单位：中南大学 DOI：10.1002/advs.78245工作简介本综述以氧化还原液流电池中的磺酸基膜材料为代表性平台，系统梳理通用性设计原则，涵盖质子传输机制、合成与微观结构设计策略、具有柔性及刚性结构的代表性氟化与非氟化膜材料类别，以及它们在钒电池、锌电池及新兴有机氧化还原液流电池中的应用。此外，本文还探讨了成本、耐用性、尺寸稳定性、规模化生产可行性，以及局部磺酸基材料布局、生物质衍生膜材料开发与数据驱动设计等未来发展方向。本综述通过阐明结构—传输—制造之间的关联，为电化学储能系统中的先进膜材料提炼出通用设计原则。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》【论文奖励】2026年8月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年7月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年5~6月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年4月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年3月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年2月液流电池论文奖励清单！研究背景能源安全与环境可持续性两大挑战，正在重塑全球能源格局。随着太阳能、风能及水能等可再生能源的快速部署，保障稳定且具韧性的电力供应已变得日益复杂。能源固有的间歇性特性，亟需开发规模化、高耐久性且具成本效益的储能技术，以保障电网可靠运行，并加速向低碳未来的转型进程。RFB已成为满足此需求的有前景的候选者，特别是对于长期应用，提供从千瓦到兆瓦的可扩展操作，存储时间通常在4到12小时之间。除具备可扩展性及适用于长周期应用的优势外，RFBs还具有卓越的耐久性，通常可承受超过20000次循环，且容量衰减极小，使其在日常充电场景中尤为适用。与众多替代储能技术相比，RFBs采用不可燃水性电解质，进一步提升了运行安全性。此外，鉴于当前平准化成本已接近0.074美元/kWh，且凭借材料与制造工艺的进步，预计到2030年该成本将降至0.034美元/kWh以下，RFBs正迅速向电网级部署所需的成本竞争力迈进。综上所述，这些特性凸显了RFBs在推动可靠且可持续能源转型中发挥的关键作用。 尽管具备上述优势，RFBs的广泛应用仍受关键部件性能的限制，其中膜材料尤为关键。作为离子选择性屏障，膜材料可实现高效质子传输，同时抑制氧化还原活性物质的跨膜渗透。然而，膜材料的失效会直接损害电池效率与使用寿命，主要降解途径包括：选择性下降导致氧化还原活性物质跨膜渗透；在氧化性或强酸性条件下发生化学侵蚀；以及因应力或机械操作导致的机械损伤。为克服这些挑战，理想的膜材料需同时满足多项严苛要求：具备经济可行性的低成本、以高离子电导率与高选择性为核心性能指标、对氧化还原活性物质跨膜渗透具有强抗性，以及在严苛运行环境下兼具优异的机械与化学稳定性。此外，采用可持续材料及绿色制造工艺也日益受到重视。核心内容1.–SO3H的优势及其在RFBs膜中的作用 –SO3H并非仅被视作一种质子传导基团，而是被定位为一种核心功能基元，通过该基元可协同调控导电性、选择性及结构稳定性。磺化聚合物可通过对预制聚合物主链进行后磺化反应，或通过对预磺化单体进行聚合反应来制备，从而将–SO3H基团作为固定离子官能团引入大分子骨架中。–SO3H的亲水特性可有效增强质子传导性能。除亲水性外，–SO3H还凭借其强酸性及固定的–SO3–电荷进一步提升质子传导能力：近乎完全的解离可提供可移动质子并稳定水合离子域，而磺酸基与质子的相互作用仍保持相对松散的结合状态，既可避免过量质子捕获，又能维持高质子迁移率。相比之下，含有强质子受体基团的膜材料虽能促进紧密酸碱结合，却易将质子固定为刚性离子对，这不仅会减少可移动载流子数量，还会提高质子传输的活化能，最终尤其在低水合条件下降低导电性。由此可见，–SO3H的重要性不仅在于提升导电性，更在于为在不固有牺牲选择性的前提下优化质子传输性能提供了功能性基础。图1.(a)代表性膜材料的离子电导率与渗透率关系图；(b)基于磺化基膜的离子传输机制示意图 图1a总结了近年来报道的基于聚合物的质子交换膜中离子电导率与渗透率之间的相关性，从而直观地展示了决定RFBs中膜性能的电导率–选择性权衡关系。而且，渗透率数据是使用两种代表性活性物质记录的，使得不同化学体系之间的跨膜传输特性得以进行直接比较。基于此，本图汇编了一系列代表性膜体系，并引入了一个经验性上限作为基准，该上限反映了在给定渗透率水平下可达到的最佳电导率。总体而言，该数据集表明-SO3H功能化膜往往更靠近甚至超越此经验性上限，表明磺化反应是在不成比例增加渗透率的情况下提升电导率的关键因素之一。例如，SPIM和SPEEK-Trip等代表性体系清晰地展示了此趋势。在这两种情况下，增加磺化密度均能促进亲水性离子域及连续质子传输通道的形成，从而在不会成比例增加渗透率阻力的前提下提升电导率。因此，实验数据逐渐向上限区域偏移，表明通过合理调控磺化反应，可将膜性能提升至超越传统电导率–渗透性权衡关系的水平。在铁氰化物基体系中，如今也出现了类似的趋势。而且，在磺化阳离子交换膜中，固定的–SO₃⁻基团对阴离子型铁氰化物/亚铁氰化物氧化还原电对产生强静电排斥作用，从而抑制活性物质渗透，同时维持较高的离子电导率。此对比表明磺化作用的重要性并不局限于钒体系，或可为不同氧化还原体系中的传输–选择性平衡优化提供一种普适性解决方案。 磺化膜中的质子传输通过三种协同途径实现：(i)从解离的–SO3H基团进行离子交换，增加了可移动质子的库容，同时提高了IEC；（ii）载体传输，即水合质子复合物通过富含水的离子区域扩散；以及（iii）Grotthuss跃迁，即质子沿延伸的氢键网络迁移。增加-SO3H含量通过增强水合作用和促进渗透离子网络的发展来放大这些传导模式，从而提高电导率。 与此同时，–SO3H基团可增强静电排斥作用，并促进形成更具选择性的离子通道结构，只要溶胀效应得到有效调控，结构便能抑制活性物质渗透，同时提升选择性。在此方面，刚性主链提供了关键的结构优势：其形状稳定的骨架可将水合离子域限制在清晰界定的连续传输通道内，抑制溶剂吸收引发的溶胀，从而在保持高效质子传导所需连通性的同时，不损害离子选择性。因此，在刚性基质中合理设计磺化修饰，可将膜材料性能推向突破导电性与渗透性之间权衡的新境界。 图1将电导率–渗透率平衡与–SO3H/–SO3−在水合膜中的传输作用联系起来。此作用应与电解质的需求进行对比，而非用于普遍性地对官能团进行排序。固定化的–SO3–位点可支持阳离子传输，而固定化的–NR3+位点则可支持阴离子传输。–COOH的贡献取决于其在运行条件下的电离状态，而含磷酸基团与两性离子基团则为离子缔合与水合作用提供了不同的局部微环境。因此，从官能团中进行选择时，需明确目标载流子、需保留的活性物种，以及完整膜在操作电解质中的稳定性。 由于–SO3H能够同时调控离子传输、排斥作用及溶胀行为，将其引入多种材料基质后，已衍生出涵盖从传统聚合物到先进复合材料及纳米复合材料的广泛膜平台体系。经典且被广泛研究的体系，包括磺化聚（亚芳基醚酮）（SPAEK）、磺化聚（酞嗪酮醚砜）（SPPES）、磺化聚酰亚胺（SPI）、磺化聚（苯醚）（SPPO）、PFSA以及磺化聚（醚砜）（SPES）（图2），通常兼具高离子电导率与优异的化学稳定性，源于–SO3H基团与工程化聚合物主链之间的协同作用。如图2左侧所示，代表性主链按SPAEK、SPPES、SPI、SPPO、PFSA及SPES的顺序排列。除上述基准体系外，一批新兴磺化结构体系，包括磺化聚（硫醚酮）（SPTK）、磺化三嗪骨架（SCTF）、磺化聚苯并咪唑（SPBI）、具有固有微孔性的磺化聚合物（SPIM）、磺化聚（醚醚酮）（SPEEK）以及磺化聚（苯硫醚砜）（SPSS）已进一步拓展了设计范畴，实现对离子传输通道的更精准调控，并在多数情况下兼具选择性优势。如图2右侧所示，新兴结构体系按SPTK、SCTF、SPBI、SPIM、SPEEK及SPSS的顺序排列。而且，芳香族主链的构象自由度可显著影响链堆积方式、自由体积演变以及离子域的连续性。基于此，刚性聚合物结构通常依赖于构象受限且不可旋转的苯基单元，以抑制链段旋转并维持主链刚性。因此，在图2中，不可旋转的苯环以蓝色高亮标示，作为刚性骨架的典型特征；而可旋转的苯环则以红色高亮标示，代表更具柔性的连接结构。总体而言，设计方案均遵循同一核心原理：将SO3H官能化与主链刚性/柔性的调控相结合，并引入杂化材料，从而同步提升离子电导率、保持机械强度并优化离子选择性。图2.RFB膜用磺化聚合物的化学结构示意图   2.磺化工艺与膜制备面临的挑战 尽管多样化的磺化策略与膜制备技术为调控膜的结构与化学性质提供了丰富的工具库，但要实现水系电池的高性能系统，仍需对决定膜在实际运行条件下行为的材料与加工变量建立更基础的理解，包括–SO3H含量及其空间分布、由此产生的吸水性与溶胀倾向，以及离子微区的纳米–微米结构特征，共同决定了膜的导电性与离子渗透性。因此，最优磺化路线的选取应基于导电性与选择性的目标平衡，同时将尺寸稳定性与制造可行性视为关键实际约束条件，而非仅以DS指标为准。 在水系电池中用于膜基离子分离的磺化芳香族聚合物的开发，已凭借多种磺化策略得以实现，每种策略均具备独特优势与固有局限性。总体而言，磺化路线的选择主要决定了–SO3H基团的引入方式与分布模式，进而塑造离子域形貌，并最终调控导电性、选择性、尺寸稳定性及耐久性。直接磺化法通常采用硫酸或氯磺酸等强酸，因运行简便且成本效益高，已成为最广泛采用的方法，尤其适用于PEEK等高性能工程聚合物。然而，对DS的精准控制往往难以实现，且过度磺化可能导致主链降解或引发交联等不良副反应。为调控磺化度，间接合成路线已被广泛探索。将磺化部分接枝到聚合物骨架上可以更精确地控制-SO3H的分布，但通常涉及多步反应，增加了时间和成本，并限制了大规模实施。同样地，预磺化单体的聚合反应可构建具有定制DS及可调微相分离形貌的明确结构，但其应用仍受限于高单体合成成本以及可能降低聚合效率的位阻效应。除聚合物主链外，对无机构建单元进行磺化处理，也已成为将–SO3H引入有机–无机复合膜体系的可行途径。在此背景下，磺化无机相主要作为功能填料掺入聚合物基体，提供额外酸性位点并构建界面离子传输通道。与此同时，无机骨架可抑制聚合物链松弛并限制溶剂吸收，从而通过抑制过度溶胀来增强尺寸稳定性。总体而言，这些策略为调控膜结构与性能提供了互补路径；然而，如何在电导率、选择性、化学稳定性与制造成本之间取得平衡，仍是实际应用面临的核心挑战。 制备工艺对IEMs的结构与功能特性具有深远影响，进而决定其整体电化学性能。溶液浇铸法作为最广泛采用的制备工艺，通常始于将磺化芳香族聚合物溶解于适宜的极性非质子溶剂中，制备均质聚合物溶液；随后进行过滤与脱气处理，实施可控浇铸，最后去除溶剂以形成致密薄膜。但是，膜结构的形成并非仅由溶解过程决定；蒸发参数（包括温度、湿度及干燥速率）、溶液浓度与黏度，以及后续后处理步骤（如热退火、酸交换与水合平衡）共同调控相分离动力学、离子微区连通性、缺陷形成及尺寸稳定性。因此，精准控制上述工艺变量对于调控导电性与选择性之间的平衡，并确保制备出具有器件适用性且性能可重复的膜材料至关重要。尽管该工艺简便且易于规模化生产，但其常存在残留溶剂问题，可能损害膜的机械完整性。相比之下，电纺丝法可制备具有高孔隙率及互连质子传输通道的纳米纤维膜，从而赋予膜材料更优异的导电性能；但通常需进行交联等后处理步骤以增强纤维间接点的机械强度。利用溶剂–非溶剂体系进行的相分离技术，可构建可调谐多孔结构，在燃料电池等应用中具有显著优势。然而，溶剂蒸发或干燥过程中可能引发的孔道塌陷，要求对加工条件进行精细优化。界面聚合法则提供了一种替代途径，可用于制备具有高选择性表面层的超薄复合膜（如磺化聚砜–聚酰胺杂化材料）。但该技术需对界面反应动力学进行精准控制，以规避缺陷并确保实验结果的可重复性。总体而言，每种制备工艺均侧重不同的关键考量：例如溶液浇铸法注重可扩展性、电纺丝法侧重结构调控、相分离法聚焦孔道工程，而界面聚合法则强调复合功能实现。因此，工艺路线的选择必须与目标应用场景精准匹配，因为工艺与材料的相互作用最终决定了膜材料在能量转换与存储领域的性能表现（图3）。图3.常用磺化方法与膜制备技术示意图   3.用于RFBs的磺化聚合物膜的设计与应用 膜的选择取决于维持电荷平衡所需的离子种类，以及应在各自半电池中保留的氧化还原活性物质。在VRFB中，低膜电阻必须与钒物种的交叉和酸性电解质在充电操作状态下的稳定性相平衡。在锌基电池中，除锌沉积与剥离、湿态机械完整性以及需抑制的离子种类外，还需综合考虑所需的离子传输性能；这些待抑制离子种类在锌–溴体系与其他锌化学体系间存在差异。对于水性有机RFBs，氧化还原活性分子的尺寸、电荷及化学态可能取决于pH与荷电状态，进而影响离子分配、吸附及交叉渗透现象。因此，含–SO3H基团的膜材料应在电解质平衡后的离子交换状态下进行评估：主导电荷载体无法仅凭酸性基团推断得出（图4）。图4.常用Nafion...

通讯作者：张磊 通讯单位：大连理工大学 DOI：10.1016/j.est.2026.124832工作简介本文提出了一种新型周期性梯度流场（PGFF），其具有收敛–发散通道结构。通过引入周期性宽度变化，PGFF可在相邻通道间建立更大的压差，进而产生更强的局部压力梯度，从而强化肋下对流。在低流速与高电流密度工况下，PGFF的反应物分布均匀度可达79.94%，展现出卓越的传质性能。与蛇形流场及梯度蛇形流场相比，PGFF分别可将能效提升5.62%与4.57%。在所研究的工况条件下，PGFF的最小流速为0.31mL...

第一作者：张育嘉 通讯作者：叶强 通讯单位：上海交通大学 DOI：10.1016/j.apenergy.2026.129003 感谢上海交通大学叶强团队（第一作者：张育嘉）校稿！工作简介铁铬混合电解液中的失衡是铁铬液流电池（ICFBs）容量衰减的主要原因。本研究提出了一种电解质状态模型，该模型采用基于摩尔浓度的表达式，探究摩尔浓度与价态失衡对ICFBs理论容量的影响。该模型将价态失衡的程度与铁离子浓差电池（IICC）的容量相关联。在此运行模式下，价态失衡主要因氧气侵入而加剧，促使利用IICC的容量演化来量化O₂侵入速率。在正常运行期间，电解质失衡还源于副反应HER以及储能活性物质的跨膜扩散。这些因素通过分析超声气泡传感器获取的气液流动数据，以及通过ICP-OES测得的失衡电解质样本中的组分浓度数据进行探究。基于此，本文对导致ICFBs容量衰减的关键因素进行解耦，进而构建一种用于监测电解质健康状态（SOH）的贡献因子分解方法。此外，本研究还提出了第二种SOH监测方法，即整合原位Ag/AgCl参比电极的信号。该方法基于电解质的成分特性，并与前述方法进行了验证。双重监测策略表明添加铋或铟均可缓解由寄生HER引起的容量衰减。引入这些催化剂后，O₂渗透成为导致ICFBs容量衰减的关键因素。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》【论文奖励】2026年8月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年7月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年5~6月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年4月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年3月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年2月液流电池论文奖励清单！研究背景对于VFB和ICFB而言，维持溶液中活性物质的稳定至关重要，要求防止沉淀物生成及电解质泄漏。除上述考量外，即使在正常运行条件下仍可能出现的电解质失衡现象，则源于跨膜物质跨层迁移、气体析出副反应以及空气氧化作用。在VFB电池中，钒是唯一承担能量传递功能的活性物质，因此由跨层迁移引发的污染本质上具有可逆性；在ICFB电池中，尽管两个半电池分别含有不同的能量传递物质（Fe与Cr），采用混合电解质使得活性物质跨层迁移现象易于被恢复。这种固有特性使电解质再混合成为消除摩尔（即化学计量）和体积电解质不平衡的可行策略。核心内容1.QIICC（IICC的容量）与ΔSOHO₂...

通讯作者：冯季军 通讯单位：济南大学 DOI：10.1016/j.jpowsour.2026.241701工作简介本文通过研究多组分体系中的相平衡，系统性地阐明了钒电解液的稳定性边界，包括工作温度范围与硫酸盐浓度窗口。结合实际电化学性能测试，确定钒电解液的热力学稳定窗口为：工作温度20–40 °C，总硫酸盐浓度3–6 mol...

第一作者：汪涛&夏宇恒 通讯作者：丁煜&Guihua Yu 第一单位：南京大学 DOI：10.1021/acs.chemrev.6c00427 感谢南京大学丁煜团队（第一作者：汪涛）校稿！工作简介本综述系统梳理了关键非水系氧化还原液流电池（NRFBs）组件的最新研究进展，涵盖溶剂、支撑电解质、隔膜、电极及氧化还原活性分子等领域；同时重点介绍了有望加速技术发展的新兴研究方法，包括基于机器学习的筛选、先进表征技术及生命周期评估。最后，本综述从商业化与可持续性角度对比了水系与非水系系统，旨在推动NRFBs的设计原则与优化策略发展，为下一代低成本、高能量密度液流电池技术提供指导。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》【论文奖励】2026年8月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年7月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年5~6月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年4月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年3月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年2月液流电池论文奖励清单！研究背景尽管水系氧化还原液流电池（ARFBs）具有成本更低、安全性更高的优势，但与非水系体系相比，其仍存在固有的性能局限，主要源于水的热力学稳定窗口较窄，从根本上限制了电池可达到的最大电压，进而制约了ARFBs的能量密度。此外，当电极电位超出该窗口时会发生副反应（析氢或析氧反应），从而降低库仑效率（CE）并缩短循环寿命。另外，水的凝固点与沸点也限制了其工作温度范围，使得ARFBs在极端条件下易发生电解质相变：具体而言，在零下环境中，水系电解质会在0°C时冻结；而在接近水沸点的高温环境下，电解质亦会发生相变。NRFBs则采用具有显著更宽液相温度窗口的有机溶剂，从而规避上述热力学限制，使其能在比水系体系更宽泛的温度范围内稳定运行。这种热稳定性使NRFBs在以下场景中极具应用价值：寒冷气候地区的电网储能系统、高海拔或极地能源系统，以及面临剧烈温度波动的工业应用场景。在这些场景中，水系体系要么需要昂贵的温控措施，要么根本无法可靠运行。因此，与NRFBs相比，ARFBs固有的能量密度较低、耐温性能较差，且更易发生副反应。核心内容1.溶剂 1.1溶剂简介 随着科研与技术创新的持续推进，有机溶剂已逐步应用于RFBs领域，成功克服了活性还原–氧化液流电池固有的窄电化学窗口限制。多数有机非质子溶剂的电化学窗口显著宽于水，使得采用此类有机溶剂的RFBs具备更高的理论能量密度。由于有机溶剂的理化性质与水存在显著差异，因此在为NRFBs选择合适的有机溶剂时，必须全面考量该溶剂的各项关键性质，包括凝固点、沸点、密度、黏度、相对介电常数、电化学窗口及成本。 1.2凝固点与沸点 研究人员已将有机溶剂引入RFBs中，作为替代性电解质介质。此类有机溶剂在较宽的温度范围内仍保持流动性。例如，如图1a所示，乙腈（MeCN）的凝固点为−43.8°C，而碳酸丙烯酯（PC）的凝固点可低至−54.5°C。独特的热稳定性使NRFBs能够在更极端的低温条件下灵活部署，有效解决了水性电解质体系面临的低温运行瓶颈。此外，沸点是非水性溶剂的另一关键热参数。低沸点溶剂具有强挥发性，不仅会增加火灾风险，还可能导致长期循环过程中电解质持续流失，进而推高运行成本并加剧系统安全风险。 1.3黏度 在保持其他条件不变的情况下，溶剂中氧化还原活性物质的扩散系数越低，扩散层两侧的浓度差越大，即浓度极化现象越显著，会对RFBs的电压效率（VE）与能量效率（EE）产生不利影响，进而增加电池系统储能与释能过程中的能量损耗。溶剂黏度升高会导致离子扩散系数降低，从而引起电流密度（IC）下降及欧姆极化加剧；同时，由于传质受限，电极反应动力学速率也会减慢。此外，高黏度有机溶剂不仅会增加泵送能耗，溶剂与管道壁之间的摩擦作用还会产生额外热量，从而加剧相关安全风险。 1.4相对介电常数 图1b展示了多种溶剂的相对介电常数值。从上述分析可以得出结论：支持电解质在相对介电常数较高的溶剂中更容易解离。增强的解离度进一步提高了溶剂的导电性，减少了欧姆极化效应，从而提升了RFBs的VE和EE。传统的有机溶剂，如碳酸二乙酯、四氢呋喃（THF）和1,2-二甲氧基乙烷，通常具有比水低的相对介电常数，限制了它们溶解支持电解质的能力。相反，具有较高介电常数的有机溶剂往往具有高粘度，会阻碍氧化还原物种的反应动力学。因此，亟需通过设计兼具高介电常数和适宜粘度的下一代溶剂，来克服这些权衡问题。图1.用于NRFBs的典型有机溶剂的理化特性对比 1.5电化学窗口 相较于水，有机溶剂具有显著更宽的电化学窗口，使得采用此类电解质介质的RFBs可获得更高的理论电压（图1c）。然而，宽电化学窗口的实际应用并非易事，因为它对氧化还原活性物质的选择提出了严格限制。在设计NRFBs时，氧化还原活性物质的氧化还原电位必须位于有机溶剂的电化学窗口范围内；否则，会发生副反应，导致有机溶剂分解，进而降低NRFBs的CE。此类副反应不仅会消耗活性物质与溶剂，还会引入不可逆的氧化还原穿梭效应，在循环过程中进一步恶化电池性能。此外，有机溶剂的分解可能根据溶剂化学性质及分解路径，生成气体产物。气体可在电池体系中积聚，导致内部压力升高、密封完整性受损，极端情况下甚至引发泄压、电解液泄漏，乃至火灾或爆炸风险。因此，将活性材料的氧化还原电位与有机溶剂的电化学稳定极限进行充分考量与精准匹配，不仅对实现高电压至关重要，亦对保障NRFBs的安全性及长期循环稳定性具有决定性意义。 1.6安全性与环境友好性 如图2所示，水无毒且对环境无害，而绝大多数有机溶剂则具有固有毒性，仍是亟待解决的重大挑战。这些溶剂对人类健康及生态系统构成显著风险。其中许多被归类为挥发性有机物（VOCs），不仅会在接触时引发急性和慢性毒性，还会加剧空气污染、地下水污染及光化学烟雾形成等更广泛的环境问题。此外，有机溶剂的毒性特征常包括神经毒性、肝毒性、致癌性及生殖毒性，因而需要严格的操作规范及高成本的废弃物处理策略。水与传统有机溶剂之间的显著差异，凸显了绿色化学领域的根本性挑战：尽管水为安全性与可持续性提供了理想基准，但有限的溶剂化能力以及与众多疏水性反应物的不相容性，往往促使化学家转向更具危险性的替代方案。因此，常见有机溶剂的毒性问题，仍是实现真正可持续化学工艺过程中的关键瓶颈。图2.多种溶剂的生命周期评估，包括全球变暖（GM）、细颗粒物形成（FPMF）、陆地酸化（TA）、海洋生态毒性（ME）、土地利用（LU）及用水量（WC） 本研究引用齿轮法评估多种非水溶剂，特别是乙腈（MeCN）与碳酸二甲酯（DMC），两种溶剂是NRFBs的典型溶剂选择。MeCN仅获73分，归因于其毒性与挥发性；而DMC则获得显著更高的78分，证实了齿轮法的有效性。然而，对于其他NRFBs溶剂，目前尚缺乏用于GEARS评估的必要可量化数据。因此，亟需开展相关工作，以获取相关溶剂的可量化数据。   2.支撑电解质 非水电解质通常具有较低的离子电导率。一个典型例子是四氟硼酸四乙基铵作为MeCN中常用的支持盐，其离子电导率仅为40–55mS...

第一作者；敖越、王晓晓（武汉大学） 通讯作者：李先锋、谢聪鑫、陈胜利（武汉大学） 通讯单位：中国科学院大连化学物理研究所 DOI：10.1038/s41557-026-02275-7 感谢中科院大连化物所李先锋团队（第一作者：敖越）供稿！工作简介水系电池是一类安全性较好、能量密度较高的电化学储能体系。金属锡是极具潜力的负极材料，其优势在于可实现四电子氧化还原反应，且无枝晶生成问题。然而，Sn4+/Sn2+电对存在电化学不可逆行为，限制了高容量负极的开发。本文实现了Sn4+/Sn2+的可逆转化，构建出适用于高能量密度液流电池的Sn4+/Sn0负极体系。本工作通过向高溶解度四氯化锡溶液中引入碘离子，调控配比生成SnCl62-与SnI62-中间配合物，实现上述可逆反应。SnCl62-能够降低Sn4+/Sn2+电化学反应的重组能，保障反应可逆性；而SnI62-则负责维持负极电解液的溶解度。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》【论文奖励】2026年8月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年7月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年5~6月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年4月液流电池论文奖励清单！【论文奖励】2026年3月液流电池论文奖励清单！ 【论文奖励】2026年2月液流电池论文奖励清单！研究背景水系电池（ABs）具备高安全性与高功率密度，因而前景广阔。但面向高能量密度电池，设计性能最优的水系负极仍是一大难题。目前常用的酸性负极体系，例如V2+/V3+与Cr2+/Cr3+，仅能发生单电子转移反应，且溶解度较低（＜3...

通讯作者：王庆 通讯单位：新加坡国立大学 DOI：10.26434/chemrxiv.15009967/v1工作简介本研究以三乙醇胺作为主配体、吡啶-3-磺酸盐（PS）作为次配体，成功制备出双配体Fe(TEA)(PS)负极电解质。次配体通过吡啶基-N配位作用强化铁配位环境，同时引入亲水性磺酸基团。计算模拟与铁K边X射线吸收谱分析表明该材料具有扩展的分子构型及更饱和的配位环境。Fe(TEA)(PS)在标准氢电极（SHE）相对于-0.87V电位下可逆地呈现Fe(III)/Fe(II)氧化还原电对，且在2M...