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第一作者：张智超 通讯作者：张国营 通讯单位：中国科学院煤化学研究所 DOI：10.1016/j.est.2026.124982 感谢中科院煤化学研究所张国营团队校稿！工作简介本文介绍了一种基于噻二唑的桥联紫精的设计与合成，该材料包含增强的共轭噻二唑连接框架，在中性AORFBs中展现出良好的溶解性、低电位（−0.79V）以及优异的电化学可逆性。由于其独特的分子结构，0.1M中性电解质在100mA...

第一作者：胡琬琪、林旭、王一蒙 通讯作者：赵天寿、韩美胜、李文甲 通讯单位：南方科技大学 DOI：10.1039/D6EB00148C 感谢南方科技大学赵天寿院士团队校稿！工作简介本综述系统总结了过去三年间关键组件与系统领域的技术进展。在材料方面，电解液的研发已从简单的添加剂优化转向分子工程及多质子耦合电子转移范式，从而在极端温度条件（-20 °C至50 °C）下展现出卓越的稳定性、全生命周期容量自修复特性，并实现了239.02 Wh...

第一作者：姚恩泽&李璐 通讯作者：王盼 通讯单位：西湖大学 DOI：10.1016/j.ensm.2026.105576 感谢王盼团队(第一作者:姚恩泽)校稿！工作简介本研究采用离子侧链工程，在不改变吩嗪自由基阳离子共轭核心的前提下，提升了其氧化还原电位及溶解性。通过将远端阴离子磺酸基团替换为阳离子铵基团，改变了分子间堆积方式，从而使首半波电位（E1/2）从0.27...

第一作者：龙鑫 通讯作者：安亮&谭忠超 通讯单位：香港理工大学&宁波东方理工大学 DOI：10.1002/ache.70015 感谢香港理工大学安亮团队(第一作者:龙鑫)校稿！工作简介本综述系统分析了VRFBs的规模依赖性特性、面临的挑战及改进策略，旨在弥合实验室液流电池与工程应用电堆之间的鸿沟。本文不仅概述了针对液流电池各核心组件开发的多样化改进策略，还总结了若干工程考量要点，包括组件的制造与回收流程，以及专用部件中管理系统的集成设计，从而突出电堆在可持续性与成本效益方面的目标。最后，本文提出了前瞻性展望，为下一代VRFBs的部署提供战略参考。《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！研究背景化石燃料驱动的电力消费持续占据主导地位，正加剧人们对严重环境污染及日益严峻的能源短缺问题的担忧。为应对这些挑战，国际社会已就利用可再生能源（如太阳能与风能）生产绿色电力达成共识，以期降低对化石燃料的过度依赖。然而，可再生能源利用的另一主要局限在于其间歇性与不可预测性，不仅可能削弱可再生能源供电的稳定性，还会限制其在电网中的渗透应用。在此背景下，稳定且高效的能量转换与储能技术，对于应对全球可持续能源转型这一重大挑战至关重要。基于固有安全性及可逆氧化还原电对特性，氧化还原液流电池（RFBs）（图1）已成为可扩展储能系统的理想候选技术。在众多氧化还原液流电池类型中，钒氧化还原液流电池（VRFBs）兼具长期运行能力与无交叉污染特性，因而成为电网级储能应用中最成熟的替代方案。图1.VRFBs的多维扩展框架核心内容1.电极图2.液流电池用先进电极研发概况 电极是钒离子直接得失电子的核心部位，既是VRFBs的功能核心，也对性能产生显著影响。VRFBs用碳电极需满足三大基本要求：优异的机械性能、高导电性及良好的化学稳定性。一方面，多孔结构有利于酸性电解质的传质过程，而化学稳定性则确保其在严苛酸性环境中保持结构完整性，使各类钒离子与活性位点充分接触；另一方面，较大的比表面积与卓越的导电性有利于电子传递，从而促进活性物质的反应动力学。然而，原始碳电极因比表面积较小、催化活性较弱及水力渗透性较差，无法充分发挥活性物质的性能潜力。因此，近年来，对VRFBs电芯中原始碳材料进行合理优化已成为研究热点，旨在提升电化学性能，推动其向实际应用迈进。尽管石墨电极在VRFBs电堆（2MW，6h）总成本中仅占12.1%，但通过电极优化所提升的性能指标可有效降低运行成本，并延长VRFBs的使用寿命。 在电池运行过程中，与正极的VO2+/VO2+相比，负极的V²⁺/V³⁺在特定电极条件下可能表现出较慢的表观动力学特性，从而导致电化学活性下降，并制约电池的整体性能。因此，为提升V²⁺/V³⁺氧化还原转化效率而设计高性能负极材料，对于VRFBs而言极具必要性。原始碳基负极材料在负极反应中面临的主要挑战包括：活性不足、选择性欠佳及稳定性较差，将分别引发高欧姆电阻、严重副反应及快速容量衰减。为了解决这些问题，已经开发了大量的改性研究来优化原始碳电极，大致可分为杂原子掺杂、金属装饰和高级碳（图2a）。图2b简要概述了上述策略中采用的元素周期表中的多种元素。对于杂原子掺杂策略，氟(F)、氮(N)等电负性非金属元素可诱导电子结构重新分布，生成缺陷位点，并引入杂原子诱导的功能基团，从而促进离子交换及钒氧化还原反应。Park等人提出了一种简便合成路线，首次尝试利用玉米蛋白作为掺杂源，使炭黑纳米颗粒表面包覆富含含氧官能团的氮掺杂石墨层。引入的氮缺陷为电极提供了丰富的钒离子吸附位点，同时加速V²⁺/V³⁺氧化还原物种的反应动力学。此外，部分非金属元素可以官能团形式引入，并在碳表面呈现原子级分散分布（图2c）。He等人充分利用氯磺酸对碳纸进行刻蚀，并通过超声震荡引入SO₃H⁻基团。表面功能化后，材料的润湿性显著提升，且表面活性物种的传质效率得到优化。特别是，含氧基团（如-OH）若其电荷密度发生重新分布，则更易与带正电的钒离子结合，从而增强反应物的吸附性能。因此，引入双或三重非金属元素已成为常规策略，用以协同优化碳电极的活性位点与表面特性。此外，金属改性策略已引起广泛关注，因可显著提升催化剂的本征活性，并提供多种前驱体来源。通过采用多样化的合成方法，可在原子及微观尺度上有效调控催化剂的形貌、电子结构及活化能，从而优化其电化学性能。铋（Bi）因增强本征活性及抑制副反应（析氢反应，HER）的优势，成为金属改性策略中最受青睐的候选材料。如图2d所示，Wu课题组设计了一种铋纳米球半嵌入碳毡（Bi-NS-CF）；该精准调控的结构不仅为V²⁺/V³⁺氧化还原反应提供了丰富的活性位点，更凭借调控后的Bi–C键合展现出优异的机械稳定性。然而从经济角度考量，铋的高成本（约100美元kg⁻¹）仍是规模化生产过程中的主要瓶颈。此外，金属颗粒在电极内的再沉积可能导致容量波动，不仅会影响性能提升评估，甚至可能引发有害的自放电现象。另一项前沿碳材料策略是对富碳材料进行碳化处理，旨在构建兼具微观与介观尺度的多孔结构。如图2e所示，Guo等人利用CVD技术，在原始电极上构建了氮功能化的垂直石墨烯（NVG...

第一作者：刘凯 通讯作者：范豪&宋江选 通讯单位：西安交通大学&金属材料强度全国重点实验室 DOI：10.1002/adma.75077 感谢西安交通大学宋江选团队(第一作者:刘凯)供稿！工作简介中性水系有机液流电池（AORFBs）中，正极酸化是制约其高比能、长寿命运行的关键难题。传统研究多聚焦于有机电解质的氧化还原电位、溶解度与可规模化合成等分子本征性能，然而在实用工况下，电池稳定性还高度依赖其所处的溶液环境。以TEMPO类电解质为例，电池循环过程中出现不可逆酸化，加剧歧化、开环等副反应，导致容量快速衰减。现有分子工程策略虽能部分缓解酸化，却难以兼顾高比能与长寿命，也无法从根本上消除溶液环境引入的质子源。因此，实现高比能、长寿命AORFBs，须将分子结构、支持电解质与pH演化规律作为整体考察，厘清酸化的来源、生成与消耗路径及其与电解质分子的耦合关系，并发展出切实可行的电解液工程策略。本研究以TEMPO为研究对象，首次揭示正极电解质电化学诱导的两阶段酸化过程：第一阶段由含氯支持电解质中的析氯反应（CER）及活性氯物种水解引起，导致快速且不可逆的pH下降；第二阶段源于氮氧自由基/N-氧铵离子氧化还原过程中的质子释放。基于该机制，团队从Hofmeister型阴离子调控规律中获得启发，以亲液型硫酸根阴离子（SO42-）替代离液型氯离子（Cl–），有效抑制CER与水解反应，从源头抑制酸化。1.0...

第一作者：张启安 通讯作者：唐奡 通讯单位：中科院沈阳金属研究所 DOI：10.1016/j.est.2026.124874工作简介本研究开发了一个百千瓦级VFB模块的动态模型，并将其与旁路电流模型耦合，从而能够在实际恒定功率充放电运行工况下，对百千瓦级VFB模块进行有效的时变评估。系统研究了250kW和500kW模块的三种串并联配置。仿真结果表明在恒定功率运行模式下，串联更多电堆的模块在中间电堆与末端电堆之间表现出更大的电流不均匀性，进而导致更显著的效率损失。相比之下，采用更长分支管道的布局可有效缓解旁路电流引起的损耗，并在相同功率额定值下提升CE与EE。《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！研究背景旁路电流是VFB电堆模块中导致容量损失与效率下降的主要因素之一。电池电堆通过共享的电解液管道相互连接，电解液中的离子提供了额外的导电通路，使得部分电流可在电池电堆内部通过管道循环，而非参与外部充放电过程。旁路电流不仅会降低CE，还会导致不同位置电池电堆之间的工作电流分布不均。在串联电池电堆数量较多或管道布局欠佳的储能模组中，电流不均匀性更为显著，进而引发各独立电池电堆之间的SOC、电解液浓度及充放电深度不一致，最终降低模组层面的容量利用率与EE。既往研究已从等效电路建模、管道电阻优化、电气连接设计及系统效率评估等角度探讨了VFB电池中的旁路电流问题。研究表明增加管道长度、优化管道直径以及调整电池电堆连接拓扑结构，均可有效抑制旁路电流引发的损耗。然而，现有模型多聚焦于静态旁路电流分布或固定工况下的效率评估，而旁路电流与电池电堆动态运行之间的耦合效应尚未得到充分探讨。在恒功率充放电运行过程中，电池电堆电压、电流及电解质浓度随时间连续变化，而旁路电流则同时受瞬时电池电堆电压差、管路电阻及模块拓扑结构的影响。因此，仅依靠静态模型无法全面反映实际百千瓦级VFB模块的动态电流分布、容量衰减及效率演变。核心内容图1.a)由32kW电池电堆以四串两并方式组成的250kW...

第一作者：韩梓腾&刘薇 通讯作者：何章兴&王印会 通讯单位：华北理工大学 DOI：10.1021/acs.energyfuels.6c03105 感谢华北理工大学何章兴团队（第一作者：韩梓腾）校稿！工作简介本研究采用NH4Cl作为电解质添加剂。实验结果表明与空白电解质相比，正极电解质的热稳定性提升了16.98%。电化学测试显示NH4Cl添加剂显著提升了VO2+/VO2+与V3+/V2+的电化学活性及反应动力学，同时降低了电荷转移电阻。NH4Cl的最佳添加浓度为0.05mol...

第一作者：秦野 通讯作者：张开悦 通讯单位：沈阳理工大学 DOI：10.1016/j.est.2026.124661 感谢沈阳理工大学张开悦团队校稿！工作简介本研究采用牺牲模板法，将片状V₂CTₓ...

通讯作者：王昕宇 通讯单位：大连海事大学 DOI：10.1016/j.cplett.2026.143021工作简介本研究开发了磺化聚醚醚酮/木质素（SPEEK/L）复合膜。木质素中丰富的羟基（–OH）与SPEEK中的磺酸基团（–SO₃⁻）相互作用，形成氢键网络；该网络能有效阻隔大尺寸[Fe(CN)₆]⁴⁻离子的跨膜迁移，从而提升膜的选择性。改进后的膜亲水性有利于电解质的吸附，构建了更优的离子传输通道并降低了膜电阻。改性膜组装的碱性锌铁液流电池在80mA/cm²下经过300次循环后，仍保持97.5%的CE，显著提升了先进液流电池的导电性与选择性。《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！研究背景碱性锌铁液流电池（AZIFBs）因高开路电压、具有竞争力的成本以及良好的环境友好性而被视为一种颇具吸引力的电化学储能技术。然而，实现高效率与长时稳定性仍是一项重大挑战。当前的研究工作主要集中在三个方向：优化电解质组成、设计先进的电极结构以及改善膜–电解质界面。其中，高性能聚合物膜材料的开发尤为关键，因为这类聚合物膜需同时具备快速离子传输、高选择性和耐用的运行性能。尽管全氟磺酸膜（如Nafion）因优异的质子传导率和化学稳定性而被广泛采用，但较高的制造成本及中等的离子选择性限制了其在商业领域的广泛应用。作为一种经济高效的替代方案，磺化聚醚醚酮（SPEEK）膜受到了广泛关注，并在多种液流电池系统中展现出良好的应用前景。然而，高磺化度的SPEEK膜通常存在在水性电解液中过度溶胀以及机械强度不足的问题，会导致其选择性和稳定性下降。许多研究尝试通过添加特殊填料来解决此问题；这些填料通常会在膜中形成复杂的结构或新通道。该方法虽有效，但有时操作较为复杂。为克服此局限性，可在SPEEK膜内部构建一个氢键网络，从而有效增强离子传输性能，同时增强聚合物基体的强度以阻隔活性物质的跨膜迁移。因此，制造具有精心设计的氢键网络的SPEEK基聚合物复合膜是提高AZIFBs性能和实用性的关键研究方向。核心内容图1.(a)聚合物复合膜中氢键网络示意图；(b)纯SPEEK与SPEEK/L复合膜的XPS光谱；(c)纯SPEEK与SPEEK/L复合膜的FTIR光谱；(d)纯SPEEK与SPEEK/L复合膜中H–O–H键的比例 通过XPS和FTIR分析证实了SPEEK与木质素之间形成了氢键。在XPS光谱中，观察到了原始SPEEK中–SO₃⁻基团的特征性S₂p（169.44eV和168.20eV）峰；而在SPEEK/木质素复合材料中，这些峰明显向较低结合能方向移动（169.05eV和167.85eV），表明硫原子周围电子密度增加。FTIR光谱提供了进一步的证据：复合膜中–OH伸缩振动对应的宽吸收带强度增强，表明H–O–H键的存在增加；与此同时，磺酸基团中O=S=O和S–O–O键的特征峰强度（1076cm⁻¹和1024...