2025年液流电池重点研究成果总结
（感谢梁振兴教授团队校稿）
梁振兴，华南理工大学化学与化工学院教授/副院长、国家杰出青年科学基金获得者、广东省燃料电池技术重点实验室/广东省电化学能源工程技术研究中心主任。研究领域包括:液流电池、燃料电池和锂/钠离子电池。课题组近年来围绕水系有机液流电池取得以下重要进展：开发了系列高性能的吡啶鎓盐与哌啶氮氧自由基储电分子体系，提升了电池的能量密度；发展了微纳尺度电化学方法，揭示了电解液中有机分子的聚集行为及结构动态演变机制，提升了电池稳定性；提出了梯度孔隙电极设计理念，提升了变物性水系有机液流电池的能量效率。近5年，以通讯（含共同通讯）作者在Joule、Angew、Adv. Mater.等期刊上发表论文70余篇。担任Chinese Journal of Catalysis副主编，中国化工学会储能工程专业委员会副主任委员，中关村储能产业技术联盟液流电池储能技术专业委员会副主任委员、广东省材料研究学会副理事长等。本文总结了梁振兴教授2025年度在液流电池领域的相关文章。
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1、全周期耐氧有机液流电池（点击论文题目查看全文赏析）
第一作者：刘宇峰
通讯作者：梁振兴&黄明保&卢怡君
通讯单位：华南理工大学、香港中文大学
感谢华南理工大学梁振兴团队（第一作者：刘宇峰）校稿！
水系有机液流电池（AORFBs）在安全、可持续的长时储能领域展现出巨大潜力，但其负极侧储电分子（还原态）对氧气敏感性限制了其在空气中的稳定运行。本研究，华南理工大学梁振兴团队&香港中文大学卢怡君教授通过构建折叠二聚体，提出了通过降低“分子–氧气”电子耦合强度抑制反应动力学的思想，发展了折叠二聚体构象策略提升分子耐氧性。此外，这种折叠结构的形成不依赖于浓度/荷电态，赋予系统浓度不依赖的耐氧性能。实验表明，折叠二聚体紫精液流电池在空气中展现出高容量（46.5 Ah L-1）、高库仑效率（99.9%）以及优异的循环性能（在30%过量正极电解液配置下容量保持率为99.96%/天，在容量平衡配置下为99.46%/天）。本研究为开发AORFBs的耐氧电活性有机材料建立了一种动力学稳定化范式。
相关成果以“Full-cycle oxygen-tolerant organic flow batteries”为题发表在Joule期刊上。
2、利用六配位Fe(Ⅲ)膦酸盐配合物构建高容量、超稳定的中性全铁氧化还原液流电池（点击论文题目查看全文赏析）
第一作者：肖少豪
通讯作者：傅志勇&张杰
通讯单位：华南理工大学
感谢华南理工大学梁振兴团队（第一作者：肖少豪）校稿！
铁配合物的解离和单质铁沉积所导致的容量衰减问题，严重制约着水系全铁氧化还原液流电池（RFBs）的高浓度稳定运行。近期，华南理工大学梁振兴团队基于乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）设计合成了一种新型铁配合物Fe(EDTMP)作为液流电池负极电解液，该配合物在中性条件下（pH≈8）的溶解度可达1.5 M。得益于其稳定的六配位结构，Fe(EDTMP)表现出良好的可逆氧化还原特性，其电位为−0.4 V vs Ag/AgCl。由此开发的全溶性全铁RFB，具有高浓度、高容量和长期循环稳定性。该电池在1.3 M的 Fe(EDTMP)电解液下运行，可实现31.67 Ah L−1的容量，并在1000次循环（约815小时）后，仍保持97%的初始容量。
相关成果以“A high-capacity and ultra-stable neutral all-iron redox flow battery constructed by utilizing the six-coordinate Fe(Ⅲ) phosphonate complex”为题发表在Journal of Energy Chemistry期刊上。
3、多相电解液实现高容量水系有机液流电池（点击论文题目查看全文赏析）
第一作者：徐天辉
通讯作者：梁振兴&黄明保
通讯单位：华南理工大学
感谢华南理工大学梁振兴团队（通讯作者：黄明保博士）校稿！
水系有机液流电池作为极具潜力的长时储能技术，因电化学活性物质的溶解度不足而面临容量瓶颈。本研究，华南理工大学梁振兴团队通过引入多相电解液工程策略，成功开发出高容量水系有机浆料液流电池（AOSFB），有效突破了溶解度限制。实验评估了三种碳添加剂作为电子导体的表现，科琴黑展现出优异的分散性能，可形成有效的逾渗网络结构。流变分析表明，随着碳体积分数增加会发生液态–凝胶态转变，当碳含量达到20 vol%时，导电性与粘度达到最佳平衡。构建的电子导电网络确保反应均匀分布，从而获得较低的过电位。作为演示，采用1.75 M 2-喹喔啉羧酸（超出溶解度56%）多相电解液构建的AOSFB实现了88.4 Ah L-1的高操作容量。多相电解液工程为液流电池系统提供了一种通用策略，可将容量提升与溶解度限制解耦。
相关成果以“Multiphase electrolyte enables extremely high capacity in aqueous organic flow battery”为题发表在AIChE JOURNAL期刊上。
4、建立水系有机氧化还原液流电池传质系数的黏度关联公式（点击论文题目查看全文赏析）
第一作者：山源，袁先之
通讯作者：梁振兴，黄明保
通讯单位：华南理工大学
感谢华南理工大学梁振兴团队（通讯作者：黄明保博士）校稿
高浓有机电解液通常具有高黏度特性，进而阻碍传质过程，影响有机电合成和水系有机氧化还原液流电池（AORFB）的性能。本研究中，华南理工大学梁振兴团队通过引入黏度和流速参数，建立了适用于1.45至65.5 mPa·s宽黏度范围的传质系数经验公式（Sh = 0.0511Re0.487Sc0.537）。通过将该公式用于数值模拟，AORFB性能的模拟结果与实验数据高度吻合，充分验证了其有效性。本工作为AORFB的电解液成分设计、电堆结构创新和运行条件优化提供了重要指导。
相关成果以“Establishing viscosity-involved formula of mass transfer coefficient for aqueous organic redox flow battery”为题发表在Chemical Engineering Science期刊上。
5、环状季铵基团接枝TEMPO用于高容量高电压水系液流电池（点击论文题目查看全文赏析）
第一作者：徐天辉
通讯作者：傅志勇，黄明保
通讯单位：华南理工大学
感谢华南理工大学梁振兴教授团队（通讯作者：黄明保博士）校稿！
【1】Yufeng Liu, Kai Wan, Zhipeng Xiang, Zhiyong Fu, Yuan Li, Mingbao Huang, Yi-Chun Lu, Shang-Da Jiang and Zhenxing Liang, Full-cycle oxygen-tolerant organic flow batteries, 2026, Joule
https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.102267
【2】Shaohao Xiao, Jinan Li, Jie Zhang, Zhiyong Fu, Zhenxing Liang,A high-capacity and ultra-stable neutral all-iron redox flow battery construc‐ted by utilizing the six-coordinate Fe(Ⅲ) phosphonate complex,2025,Journal of Energy Chemistry
https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.11.046
【3】Tianhui Xu, Dehan Lin, Xianzhi Yuan, Weizhe Xiang, Kai Wan, Mingbao Huang, Zhiyong Fu, Zhenxing Liang, Multiphase electrolyte enables extremely high capacity in aqueous organic flow battery, 2025, AIChE JOURNAL
【4】Yuan Shan, Xianzhi Yuan, Jie Zhang, Zhiyong Fu, Mingbao Huang, Zhenxing Liang, Establishing viscosity-involved formula of mass transfer coefficient for aqueous organic redox flow battery, 2025, Chemical Engineering Science
https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.122164
【5】Tianhui Xu, Yufeng Liu, Xianzhi Yuan, Mingbao Huang, Zhipeng Xiang, Kai Wan, Zhiyong Fu, Zhenxing Liang，Annular quaternary ammonium-grafted TEMPO for high-capacity and high-voltage aqueous redox flow batteries. 2025, Journal of power sources
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.236529