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第一作者：王峄杰 通讯作者：黄康 通讯单位：南京工业大学 DOI：10.1016/j.ces.2026.124431 感谢南京工业大学黄康团队（第一作者：王峄杰）校稿！ 工作简介 本文提出了一种针对ZIF-8的亚分钟级电化学沉积–碳化策略，可在碳毡表面快速构筑具有层级多孔结构、缺陷丰富的碳架构，从而优化碳毡电极的电子结构并提升其对钒氧化还原反应的催化活性。通过超快电化学沉积法制备的ZIF-8前驱体在后续热碳化过程中会发生配体分解和金属节点去除，形成相互连接的介孔结构，促进电解质渗透与传输，同时引入高密度拓扑缺陷及费米能级附近具有高电子态的不饱和碳位点。所得碳架构可通过可扩展的单步电化学路线均匀锚定于碳纤维上，兼具结构稳定性以及丰富且易于获取的活性位点，从而加速关键的VO2+/VO2+和V3+/V2+氧化还原反应。采用ZIF-8衍生碳电极的钒液流电池（VFB）在160mA cm⁻²和200mA cm⁻²时分别展现出82.7%和79.3%的EE，并在200mA cm⁻²下经500次循环仍保持优异的循环稳定性。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 作为钒液流电池（VFB）的核心组件之一，电极是阳极液与阴极液氧化还原反应的发生场所，直接决定着电池的效率和功率密度。碳毡因成本低廉、导电性优异且化学稳定性高，在VFB中得到广泛应用。然而，固有的催化活性和电化学活性较差，限制了电池的功率输出，成为阻碍VFB广泛应用的主要障碍。 核心内容 1.材料结构表征 图1不同电极SEM和结构特点 原始CF呈现规则的圆柱状结构且表面光滑；而沉积处理后的CF-50–30表面则均匀覆盖着大量边界清晰的多面体颗粒。通过CF-50–30高温热解制备的PCF-50–30的碳化过程促使ZIF-8在碳毡表面发生形态演变，典型的明确多面体结构转变为更光滑的颗粒及不规则团簇结构。FT-IR光谱显示原始CF仅显示微弱的红外吸收峰，表明表面化学官能团极少，主要由非晶态或石墨状碳构成；而且，在氩气氛围下于800°C煅烧后，CF的FT-IR光谱未出现明显变化。作为对照，空气环境中800°C煅烧的碳毡其FT-IR光谱则呈现显著变化，证实氧化气氛下的高温处理会改变碳毡的表面化学组成。 XRD分析结果证实了ZIF-8已完全碳化。CF-50–30样品在2θ≈12.8°处的衍射峰可归属于ZIF-8的(112)晶面。然而，与ZIF-8相关的衍射峰在煅烧后消失，表明ZIF-8骨架在热碳化过程中被破坏并有效转化为ZIF-8衍生碳。拉曼光谱图显示对于PCF-50–30样品，在沉积ZIF-8并进行高温碳化后，其ID/IG略有上升，表明材料的结构有序性有所降低而缺陷密度增加。BET显示CF的吸附容量相对较低，而PCF-50–30则表现出显著更高的吸附容量，并伴有明显的滞后环。ZIF-8衍生碳电极的孔径分布显示CF的孔隙分布较为稀疏，而PCF-50–30的孔隙数量显著增加，孔道尺寸介于3至4纳米之间。上述结果表明ZIF-8沉积后经碳化处理可在碳毡表面形成大量介孔，主要归因于碳化过程中ZIF-8中有机配体的分解释放气体，从而促进了新孔结构的形成。   2.电化学性能及作用机制验证 图2不同电极的电化学性质 与CF相比，PCF-50–30在VO2+/VO2+和V3+/V2+中均表现出更高的峰值电流密度和更小的峰间电压差（ΔE）。在VO2+/VO2+体系中，PCF-50–30的峰值电流密度分别为101.41mA cm-2和-133.11mA cm-2，均高于CF电极的数值。在V3+/V2+体系中观察到与CF材料（分别为91.52mA cm-2和-116.57mA cm-2）相比，PCF-50–30的峰值电流密度分别达到112.13mA cm-2和-147.48mA cm-2。V3+/V2+电解质中更高的峰值电流密度与PCF-50–30富含缺陷的碳结构密切相关，增加的缺陷密度和未饱和碳位点为钒氧化还原反应提供了更多电化学可及的活性中心。此外，碳化过程中形成的未饱和碳位点有助于界面电子转移并提升钒离子吸附能力；而介孔结构与增大表面积则促进了电解质渗透和离子传输。同时，EIS结果进一步证实了PCF-50–30优异的电子传输和离子扩散能力。 此外，LSV评估电极上的析氢反应（HER）：在−10mA cm⁻²下，PCF-50–30电极的HER起始电位为−0.78V，CF电极为−0.57V。超过100mV的负偏移明显表明ZIF-8衍生碳电极对HER的抑制效果显著增强。 图3电极材料的密度泛函理论（DFT）计算结果 对于VO2+的吸附，ZIF-8衍生碳电极的吸附能为1.69eV，而未改性电极仅为0.31eV；对于VO2+的吸附，ZIF-8衍生碳电极的吸附能为1.62eV，远高于未改性电极的1.34eV。吸附能的升高可归因于富缺陷碳骨架提供了更多不饱和配位位点以及与钒物种更强的电子相互作用。态密度分析表明，与未改性的碳毡相比，ZIF-8衍生碳电极在费米能级（0eV）处表现出显著更高的态密度，表明本征电子导电性增强。并且，缺陷工程材料在费米能级附近表现出显著升高的态密度。总体而言，态密度分析证实ZIF-8改性引入的结构缺陷有效提升了电极的电子态密度，从而促进电子传输并改善电催化反应动力学。   4.VFB电池性能 图4不同电极的电池性能 与CF相比，配备PCF-50-30的电池在40-240mA cm-2内始终表现出更高的库伦效率（CE），反映出电化学可逆性增强和副反应减少。在电压效率（VE）方面，PCF-50–30展现出显著优势。在电流密度为40mA cm⁻²时，VE达到95.8%，而CF电极仅为92.2%。随着电流密度增加，PCF-50–30的VE在200mA cm⁻²时仍保持高达80.4%，而CF电极的VE则降至约68.6%。因此，在整个电流密度范围内，PCF-50–30均表现出持续高于CF电极的能量效率（EE），归因于PCF-50–30优异的电子导电性及增强的氧化还原反应动力学特性。 此外，PCF-50–30在200mA cm⁻²下可提供261mAh的放电容量，显著高于CF的194mAh，表明ZIF-8衍生多孔结构能更高效地利用电活性物质并改善氧化还原动力学。长循环测试显示在200mA cm⁻²下，PCF-50–30在500次循环中保持约80%的EE，未出现明显性能衰减，性能优于CF电极。 核心结论 本文通过将ZIF-8以超快速、高精度的方式电化学沉积于碳毡表面，随后进行高温碳化处理成功制备了基于ZIF-8的碳电极。与碳毡电极相比，ZIF-8衍生的碳电极在比表面积和分级孔结构方面表现出显著改善，协同增强了电极润湿性并加速了电解质扩散。在电化学性能评估中，ZIF-8衍生碳电极展现出显著提升的电催化活性和加速的氧化还原反应动力学。此外，密度泛函理论计算进一步验证了该电极优异的催化性能。在VFB性能测试中，ZIF-8衍生碳电极在200mA cm⁻²下实现了79.3%的EE；经过500次循环后仍保持稳定的EE，充分体现了其卓越的循环稳定性。

第一作者：邱伟 通讯作者：徐春明，周天航，牛迎春 通讯单位：中国石油大学 DOI：10.1021/acs.iecr.6c01513 感谢中国石油大学徐春明院士团队（第一作者：邱伟）校稿！ 工作简介 本研究基于密度泛函理论（DFT）开发了一套全面的筛选策略以识别高效金属催化剂。根据吸附能、电子转移效率及抑制HER的能力，系统评估了12种金属。理论计算表明W(W)因与Cr(H2O)₅Cl₂⁺的强相互作用及有效抑制HER的能力而成为最优候选材料。基于预测，使用W改性碳布（WCC）电极组装的单电池在140mA/cm²下实现了83%的EE，并在300次循环中每循环EE衰减率仅为0.0117%。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 ICRFBs中的Cr²⁺/Cr³⁺表现出较差的电化学活性，且该体系易发生HER，严重阻碍了电池性能与寿命的进一步提升。因此，亟需开发有效的调控策略以优化Cr²⁺/Cr³⁺电对的反应动力学、抑制HER反应，并最终提升ICRFBs的整体性能。 核心内容 1.基于密度泛函理论筛选的金属催化剂 图1.筛选催化剂 对元素周期表中的所有金属元素进行了初步筛选，最终选定了12种极具应用潜力的金属元素：Ti、Mn、Co、Y、Zr、Nb、Mo、In、Sn、W、Pb和Bi。Cr(H2O)₅Cl₂⁺在不同金属表面及石墨烯表面的吸附能与吸附距离显示Cr(H2O)₅Cl₂⁺在原始碳布电极表面的吸附能为−5.91eV。所有12种选定的金属表面均比石墨烯表现出更强的Cr(H2O)₅Cl₂⁺吸附能力。Cr(H2O)₅Cl₂⁺在Nb和W表面的吸附能分别为−17.36eV和−16.28eV，显著高于石墨烯上的−5.91eV；相反，其在Sn和Y表面的吸附能则低于Nb和W。与石墨烯相比，Cr(H2O)₅Cl₂⁺在大多数金属表面均呈现更优的吸附距离，其中W和Nb的表现尤为突出。 Bader电荷计算分析表明原始碳与Cr(H2O)5Cl2+之间存在有限的电子转移。W和Nb金属表面在向Cr(H2O)5Cl2+进行电子转移的过程中涉及更多电子，体现在微分电荷密度图中更显著的颜色差异及更大的电子密度变化幅度，表明W和Nb金属表面与活性材料之间存在更广泛的电子转移，从而显著提升了电子转移效率。相比之下，Sn和Y金属表面的电子转移仅发生在靠近Cr(H2O)₅Cl₂⁺区域的局部区域。与W和Nb的差分电荷密度图相比，Sn和Y表面的电子密度变化较小，表明金属表面与活性材料之间的电子转移相对较少。总电子转移次数显示Nb和W金属表面的总电子转移次数分别为2.39e和2.07e，约为石墨烯表面值（0.74e）的三倍，表明电极材料表面与Cr(H2O)₅Cl₂⁺之间的电子转移效率显著提高。相反，Sn和Y金属表面的电子转移效应较弱。此外，金属表面原子提供的电子导致金属表面产生正电荷，增强了Cr(H2O)₅Cl₂⁺的吸附作用，从而有望促进体系内氧化还原反应的进行。 态密度计算显示Cr(H2O)₅Cl₂⁺在吸附于W和Nb金属表面时，d带中心分别移至1.26eV和0.94eV，更接近费米能级。因此，Cr(H2O)₅Cl₂⁺更易在W和Nb金属表面发生电子转移，表现出更高的表面活性。投影态密度（PDOS）计算显示Cr-3d轨道密度与W-5p轨道密度存在显著重叠，而与C-2p及Nb-4p轨道的重叠相对较小。Cr的3d轨道与W的5p轨道之间的强杂化可增强电荷传输效率，从而促进Cr²⁺/Cr³⁺在W金属表面发生的氧化还原反应中的电荷转移。 此外，吉布斯自由能计算结果揭示W金属表面的氢吸附自由能（-1.59eV）低于石墨烯表面（-1.02eV）。W表面更负的氢吸附自由能表明其氢吸附能力更强，使得H*解吸步骤更为困难，从而从动力学角度抑制了整体HER反应速率。相比之下，Nb金属表面上的氢吸附自由能最接近于零，表明热力学上有利的H*吸附/解吸。尽管Nb金属在Cr²⁺/Cr³⁺氧化还原反应中表现出优异的催化性能，但其抑制HER的效果较差。   2结构与形态特征分析 图2.不同电极的微观结构 SEM图像显示原始碳布（CC）具有光滑完整的纤维表面，热处理碳布（TCC）表面出现大量分布不均的碳缺陷孔；而改性碳布（WCC）不仅保留了热处理引入的缺陷结构，还呈现大量不规则颗粒状沉积物，证实催化剂已成功负载于电极表面。元素分布图显示WCC样品中O和W与主要元素C均匀分布，表明W基物种在碳布上实现了均一负载。HRTEM图像显示晶格间距分别为0.366纳米和0.393纳米，分别对应WO3的(001)和(110)晶面。相应的选区电子衍射图谱进一步证实衍射环分别对应WO3的(001)、(002)和(110)晶面。 图3不同电极的结构和性质 WCC电极的等温线显示其氮气吸附容量显著高于CC电极，表明负载W后比表面积大幅增加。拉曼光谱分析表明WCC电极的ID/IG比值相较于CC电极略有升高，表明缺陷密度增加且石墨化程度略微降低。缺陷密度的增加促进了电解质物种额外活性位点的生成。XRD显示WCC电极的衍射谱中显示出明显的衍射峰，与WO3的衍射峰具有优异的结构匹配性，证实了碳布电极上W金属的成功改性。 接触角测试显示CC、TCC和WCC电极的接触角分别为132.21°、67.15°和0°。CC电极表现出较差的亲水性，水滴会在其表面长时间滞留；TCC电极经高温处理后亲水性显著提升；而WCC电极的接触角低于CC和TCC电极，表明其亲水性得到明显增强。   3.电化学性能分析 图4电极的电化学性能 CV测试结果表明TCC电极与WCC电极均比原始CC电极表现出更高的活性。电极表面掺杂的W催化剂为Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原反应提供了更大的有效比表面积，从而提高了峰值电流。同时，LSV测试表明WCC电极的析氢电位呈负向偏移，表明W金属催化剂对HER的抑制作用显著增强。此外，EIS测试显示与CC和TCC电极相比，WCC电极表现出最小的奈奎斯特半圆直径，对应最低的电荷转移电阻。   4.单电池性能测试 在第一个循环中，WCC电极表现出最高的EE和VE，分别达到83%和83.69%，显著高于CC电极和TCC电极。经过60次充放电循环后，WCC电极的EE和VE基本保持稳定，而CC和TCC电极的EE与VE均出现明显下降。此外，WCC电极的CE显著高于CC和TCC电极，并在整个循环过程中保持稳定；相比之下，CC电极的CE在后期循环阶段呈现明显波动，表明稳定性随循环次数增加而下降。 在不同电流密度下，WCC电极始终表现出最高的EE、VE和CE，展现出优异的充放电性能。即使先以200mA/cm²电流循环，再以80mA/cm²电流循环后，WCC电极仍能完全恢复其初始的EE、VE和CE，表明具有出色的循环稳定性。长期循环测试显示经过300次循环后CE基本保持稳定，充分证明了WCC电极卓越的循环稳定性；VE和EE仅出现轻微下降（EE从83%降至79.49%，相当于每循环损失0.0117%），而容量保持率在300次循环后仍维持在5.468%（每循环容量衰减仅为0.315%）。 核心结论 本研究建立了一种DFT框架，用于筛选和预测12种金属元素在ICRFB应用中的催化潜力。对吸附能、电子结构及HER动力学的系统性理论分析表明，在所筛选的12种金属中，W展现出最佳的Cr²⁺/Cr³⁺催化性能与HER抑制效果。与原始石墨烯相比，W对Cr(H2O)₅Cl₂⁺表现出显著更高的吸附能和更短的吸附距离。此外，Bader电荷计算和态密度（DOS）计算表明W表面通过Cr 3d轨道与W 5p轨道之间的强轨道杂化促进了高效的电子转移。此外，WCC电极表现出增强的亲水性及显著增加的比表面积，共同改善了Cr²⁺/Cr³⁺反应动力学。在单电池测试中，采用WCC组装的ICRFB在140 mA/cm²下实现了83%的EE，并在300次循环中表现出极低的衰减速率（每循环0.0117%）。结果证实了W改性的优异催化性能，并为大规模储能应用中高性能催化剂的合理设计提供了坚实的理论与实验基础。

第一作者：王千禧 通讯作者：刘雅静&崔香 通讯单位：青海师范大学 成果简介 本研究针对中性锌基液流电池中锌负极 Zn2+/Zn 可逆性差、枝晶生长和析氢副反应等问题，提出了一种 D-天冬氨酸（D-Asp）电解液添加剂调控策略。通过将低成本 D-Asp 引入中性ZnCl2-KCl电解液中，利用其羧基和氨基的协同作用重构 Zn2+溶剂化结构，降低水分子配位比例，并实现对锌沉积界面的选择性吸附。基于机理发现，本文提出了一种两性离子配位策略以抑制枝晶。应用于中性锌铁液流电池后，电池在10 mAh cm-2下稳定循环 473 圈，在20 mAh cm-2 下运行 192 圈，平均库仑效率达99.81%，并获得70.64% 的能量效率。 感谢青海师范大学刘雅静团队（第一作者：王千禧）供稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 背景分析 随着新能源发电比例不断提高，发展安全、低成本、长寿命的大规模储能技术成为支撑可再生能源稳定并网的重要需求。中性锌基液流电池因锌资源丰富、价格低廉、安全环保且理论容量高，被认为是具有应用潜力的新型储能体系。然而，在中性水系电解液中，锌负极仍面临 Zn2+/Zn 沉积剥离可逆性差、枝晶生长、析氢副反应和界面失稳等问题，严重限制了电池的循环寿命和高面容量运行能力。现有研究主要通过电极结构调控、膜材料设计和电解液优化等方式改善锌沉积行为，但在成本、工艺复杂性和长期稳定性方面仍存在不足。因此，开发简单、低成本且具有分子级调控能力的电解液添加剂，对于提升中性锌基液流电池的稳定运行性能具有重要意义。 图文解析 1.D-Asp促进GE (ZnCl2–KCl)电解液中锌沉积与剥离 图1.D-Asp调控电解液电化学行为 本研究首先考察了D-Asp在水溶液中的存在状态及其对GE电解液中Zn2+/Zn 电化学行为的影响。结果表明，D-Asp在去离子水中溶解性较差，而加入等摩尔ZnCl2并轻微加热后可形成透明溶液，说明Zn2+与D-Asp之间存在明显配位作用。Raman光谱中Zn–Cl振动峰和D-Asp特征峰的偏移进一步证明了该相互作用，并表明D-Asp 可改变Zn2+的化学环境。电化学测试显示，0.09 M D-Asp可显著提升Zn2+/Zn沉积/剥离可逆性，使峰电位差由0.318 V降低至0.26 V，峰电流比接近1，并提高界面离子传输能力。同时，D-Asp使析氢电位负移、腐蚀电流降低、腐蚀电位正移，表明其能够有效抑制析氢和腐蚀反应。CA测试中稳定的电流响应进一步说明D-Asp有助于维持持续均匀成核过程，从而抑制锌枝晶生长。 2.D-Asp诱导石墨毡表面锌均匀沉积 图2.表征揭示D-Asp调控 为阐明D-Asp 对锌电沉积行为的调控作用，本研究采用SEM、XPS和XRD对不同电解液中沉积后的锌负极进行表征。SEM结果显示，在原始GE电解液中，锌沉积过程中易形成粗大的晶核和团聚状沉积物，沉积层疏松且伴随苔藓状结构；而在GE-D-Asp 电解液中，锌能够均匀、致密地沉积在石墨毡纤维表面，形成细小且分布均匀的成核中心，并在不同面容量下均保持稳定的致密形貌。XPS分析表明，D-Asp可通过氨基和羧基吸附于锌表面，增强界面结合并减少锌与水分子的直接接触，从而抑制副反应。XRD结果进一步证明，D-Asp可提高沉积锌中Zn(002)晶面的取向比例，诱导锌沿有利晶向生长，抑制横向无序沉积。综上，D-Asp通过界面吸附和晶面取向调控，促进均匀、致密、无枝晶的锌沉积，并有助于提升锌沉积/剥离的长期稳定性。 3.D-Asp调控锌离子溶剂化结构 图3.Zn2+与D-Asp的配位结构 为揭示D-Asp对Zn沉积/剥离行为的调控机制，本研究系统考察了电解液中Zn2+与D-Asp的相互作用。XPS结果显示，加入ZnCl2后，D-Asp中羧基氧和氨基氮的结合能发生明显正移，说明其均可能参与Zn2+配位。DFT 计算进一步表明，Zn2+与D-Asp的结合强于Zn2+与H2O 的相互作用，说明 D-Asp能够部分取代Zn2+溶剂化鞘层中的水分子，其中羧基是主要配位位点。FTIR结果显示，羧酸根不对称和对称伸缩振动峰发生明显偏移，而氨基峰变化较小，进一步证明Zn2+主要与羧基配位，且Δν大于200 cm-1，表明其以单齿配位方式结合。ESI-HRMS和1H NMR 结果进一步证实了Zn2+-D-Asp配合物的形成。Raman分析表明，D-Asp的加入降低了强氢键水比例，提高了弱氢键和非氢键水比例，说明其可调控Zn2+溶剂化结构并释放部分配位水分子，从而降低水分解倾向，抑制析氢反应，并促进高可逆Zn沉积/剥离。 4.D-Asp促进高稳定性Zn沉积与剥离循环 为评估D-Asp对Zn沉积/剥离循环稳定性的影响，本研究组装Zn||Zn对称液流电池。结果表明，采用GE-D-Asp负极电解液的电池在60 mA cm-2、5 mAh cm-2条件下可稳定运行超过1000圈（167 h），并保持稳定的充放电电压；而原始GE电解液电池不足350 圈即出现极化急剧增大和电压波动。首圈充放电结果显示，GE-D-Asp电解液中的锌成核过电位提高至78.8 mV，高于GE的61.5 mV，有利于形成更细小均匀的锌晶核。此外，在40–70 mA cm-2的倍率测试中，GE-D-Asp电池均表现出更低极化，说明D-Asp能够显著提升Zn沉积与剥离的循环稳定性。 图4.锌锌对称电池测试 5.D-Asp助力高性能中性锌铁液流电池 图5.全电池测试 本研究进一步评估了GE-D-Asp负极电解液在中性锌铁液流电池中的应用性能。结果表明，采用原始GE电解液的电池在10 mAh cm-2条件下循环约80圈后效率明显衰减，主要源于锌沉积不均匀；而采用GE-D-Asp的电池可稳定运行473圈。静置测试显示，GE-D-Asp电池在充满电后静置12 h仍可保持95.29%的容量，明显优于GE电池的61.94%，说明其具有更好的抗自放电能力。倍率测试进一步表明，GE-D-Asp电池在60 mA cm-2下可获得 66.45%的能量效率。即使在20 mAh cm-2高面容量下，GE-D-Asp电池仍可稳定循环超过190圈，平均库仑效率达99.81%。此外，该电池在26

第一作者：张慧萍 通讯作者：宋芃，安全福 通讯单位：北京工业大学 成果简介 先进的储能技术对于建立以可再生能源为中心的新电力系统至关重要。为了应对间歇性这一关键挑战，氧化还原液流电池（RFBs）对于实现稳定可靠的电力系统至关重要。本研究，北京工业大学安全福团队通过直接磺化法制备了磺化氧化石墨烯（SGO），并制备了SPIK/SGO复合膜，以提高水系有机氧化还原液流电池（AORFB）的电池效率。SGO中引入的磺酸基团（–SO3H）和含氧官能团（–OH）增强了膜的亲水性和保水能力，降低了离子传输势垒。同时，均匀分散在聚合物中的SGO形成了二维片层屏障，延长了氧化还原物质的扩散路径，降低了渗透速率。与Nafion 115和原始SPIK膜相比，SPIK/SGO-4膜具有更高的K+电导率（72.60 mS cm-1）和更低的渗透率。在AORFB中，使用SPIK/SGO-4膜在60 mA cm-2电流密度下获得了99.67%的库仑效率（CE）和78.24%的能量效率（EE），其EE优于原始SPIK膜（75.40%）和Nafion 115膜（65.73%）。该电池表现出优异的循环稳定性，可维持超过1000次循环，每次循环容量衰减仅为0.0243%。 相关成果以“Enhancing aqueous organic redox flow battery (AORFB) performance with sulfonated poly(indole ketone)/sulfonated graphene oxide (SPIK/SGO) composite membranes”为题发表在Journal of Industrial and Engineering Chemistry期刊上。 感谢北京工业大学安全福团队（第一作者：张慧萍）供稿！ 本文所用 螺栓型液流单电池测试夹具（LSB-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 背景分析 风光发电的间歇性与波动性对电网的稳定运行构成了严峻挑战，开发大规模先进储能技术成为构建新型电力系统的核心支撑。水性有机液流电池（AORFB）因采用低成本、结构可调的有机活性分子备受关注，而离子交换膜作为核心部件，其离子传导与活性物质阻隔能力的协同水平直接决定电池性能。当前商业化全氟磺酸膜成本高、选择性不足，非氟磺化烃类膜则面临“高传导伴随高溶胀”的权衡困境，亟需优化改性。 氧化石墨烯（GO）因其机械强度高、环境友好、成本低等特点在复合膜领域受到广泛关注。此外，GO具有优异的亲水性和丰富的官能团（–OH，–COOH）的可调结构。膜内高纵横比的GO片不仅阻碍了活性物质的扩散，也阻碍了离子的传递。GO与多组分共价杂化结构存在合成复杂、规模化难度大的局限。因此，基于GO与磺酸基团（–SO3H）之间的高相容性，通过直接磺化法制备磺化氧化石墨烯（SGO），引入高效离子传导位点的同时增强Donnan排斥效应，且工艺简单、与聚合物相容性好。 在本研究中，采用硫酸（H2SO4）的简单磺化法制备了SGO。利用SPIK/SGO复合膜来改善AORFBs的性能。对合成的SGO及其对应的SPIK/SGO复合膜进行了结构表征，并分析了SPIK/SGO复合膜的离子电导率、机械强度、吸水率（WU）、溶胀度（SR）、离子电导率（IEC）和离子渗透性等性能。随后，将采用SPIK/SGO复合膜组装的AORFBs性能与SPIK和Nafion 115进行比较。最后，通过60 mA cm-2下的稳定性测试进一步验证了复合膜的整体性能。 图文解析 1.SGO及SPIK/SGO-x的制备与表征 采用溶液浇铸法制备一系列SPIK/SGO-x复合膜，其中x表示SGO质量比（×10-3）。首先将2 mg SGO分散于3 mL DMSO中，100 W超声1.5 h；同时将0.5 g

第一作者：贾潮洋 通讯作者：李先锋、鲁文静 通讯单位：中国科学院大连化学物理研究所 DOI：10.1093/nsr/nwag306 感谢大连化物所李先锋团队（第一作者：贾潮洋）校稿！ 工作简介 非溶剂诱导相分离（NIPS）技术应用于聚合物多孔膜制备已逾60年，但多变量耦合导致其成孔机制仍不明确。传统理论将大孔洞（Macrovoids）、细胞状孔（Cellular pores）的形成分别归因为瞬时与延迟相分离。本研究借助自研的NIPS观测装置调控流体参数，成功解耦两类孔结构的形成过程，证实大孔洞由流体动力学失稳驱动，细胞状孔则源于成核–生长过程。通过建立非溶剂热力学性质与细胞状孔面密度的定量关系，本研究实现了膜结构的优化设计，显著提升了全钒液流电池（VFBs）的应用性能。该成果完善拓展了相分离理论，为膜材料的精准设计奠定了理论基础。。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 非溶剂诱导相分离方法由Loeb和Sourirajan于20世纪60年代偶然发现。该方法是指将聚合物溶液浸入非溶剂浴中，通过诱导体系发生相分离并固化，最终形成多孔膜。这类薄膜通常呈现两种典型微观形貌：一种是大孔洞与细胞状孔共存，另一种则仅由细胞状孔构成。传统观点认为，两种形貌差异源于不同的相分离模式：瞬时分相会在膜基体内部形成大孔洞，延迟分相则只生成细胞状孔。研究人员虽可通过筛选溶剂–非溶剂组合、调控聚合物浓度等参数，对膜微观结构进行经验性调控，但目前学界尚未形成统一理论，难以清晰阐释各类孔结构的形成机理。 核心内容 1.大孔洞形成机制  图1 NIPS中的大孔洞形成机制 NIPS膜中典型的指状大孔洞与流体力学领域的粘性指进现象形貌高度相似。研究参考Hele-Shaw流体装置优化设计了NIPS原位观测池，并搭配显微镜开展实时观测，观测结果与实际膜样品的截面形貌高度吻合。实验表明，生长中的指状大孔洞会受基底阻挡，逐步转变为梨形结构；通过调节观测装置的缝隙宽度，可改变非溶剂的流动速度与冲击强度，进而直接控制大孔洞的生成，初步证实大孔洞的形成与流体力学因素密切相关。 为进一步验证该结论，结合光学显微、荧光显微与染色示踪等开展系列实验。结果显示，大孔洞从两相界面向聚合物溶液内部逐步生长，其内部存在明显对流效应，可加速传质过程；同时，溶剂体系种类、铸膜液浓度也会对大孔洞的形成产生影响。系列实验相互印证，最终明确大孔洞的形成由流体力学行为主导。 图2.大孔洞形成机制 借助Saffman–Tayor不稳定性理论阐释大孔洞的形成机制，以界面波放大率（σ）作为界面稳定性判据，明确流体黏度、流速及界面张力等参数会直接影响界面失稳程度与大孔洞生成。该机理在多种体系中均得到验证，各类流体失稳现象共同证明大孔洞由流体行为主导。但由于NIPS是多相多组分的复杂体系，面向两相不互溶体系的经典Saffman–Tayor不稳定性理论存在局限，还需要考虑体系内对流、热毛细效应等其他不稳定性（对流）的影响。根据该理论体系，解释了预掺非溶剂、提高铸膜液黏度及表层预固化等现有抑孔策略的作用机制，并明确基于流体力学框架对大孔洞演化行为的描述效果比经典热力学理论明显更适合。   2.细胞状孔形成机制 细胞状孔广泛存在于各类相分离膜中，据此可推断其为相分离过程产生的本征结构。本研究基于浊点测试和DFT结果，将所选非溶剂分为两类：I类包括水、丙酮、乙醇和异丙醇；II类包括环己烷和正己烷。依据经典成核理论，阐释了细胞状孔的形成规律：体系界面张力越高，孔的成核与生长越难以进行。研究通过非溶剂–聚合物、非溶剂–聚合物–溶剂的相互作用能，近似表征聚合物贫相与聚合物富相之间的界面张力。相较于I型非溶剂体系，II型体系的相互作用能更高，成核过程需要克服更大的界面能，因此细胞状孔成核密度更低；同时II型体系中聚合物固化速率更慢，最终形成孔径更大的细胞状孔。 图3细胞状孔形成机制 细胞状孔的尺寸主要由相界面交换速率与聚合物固化速率决定，而其面密度则更多受热力学因素调控。实验发现，通过热力学循环方法估算的NIPS过程的能量变化（ΔENIPS）与细胞状孔面密度的相关性较弱（R2=0.283），偏差主要来源于水体系的数据偏离。考虑到孔面密度还与空间几何因素相关，引入分子体积Vm，构建出新的热力学参数EV。数据分析显示，EV与细胞状孔面密度呈现极强的线性相关性（R2=0.969)），有效提升了基于非溶剂热力学性质预测膜微观结构的准确度。 在ΔENIPS相近的条件下，非溶剂分子体积越小，单位体积内ΔENIPS累加值越高，细胞状孔成核密度也随之增大，这也解释了ΔENIPS小幅波动即可造成成核密度显著差异的现象。相较于传统的Flory–Huggins理论、Hansen溶解度参数等方法估算的热力学参数，EV对膜微观结构的预测效果显著更佳。 针对I型非溶剂体系，研究进一步分析了NIPS过程的本征成膜动力学。在准无限双扩散条件下，相分离前沿移动距离的平方与时间呈良好线性关系，符合菲克扩散方程，而直线斜率可反映相分离速率（即成膜动力学）。非溶剂的扩散系数与成膜动力学之间关联性很弱，究其原因是未考虑聚合物析出临界（浊点）时三元体系中非溶剂浓度。将扩散系数与浓度参数结合后，基于Python开展的成膜动力学模拟结果与实验观测高度吻合；进一步的测试也证实，体系中溶剂（DMAc）的扩散行为同样遵循菲克定律。研究首次完全排除了大孔洞引发的传质与空间不均一性干扰，最终证实细胞状孔是由溶剂–非溶剂扩散驱动的成核型相分离机制所形成。   3. NIPS机制总结 图4 NIPS机制总结与应用 如上所述，NIPS涉及多个过程的耦合，主要包括溶剂–非溶剂交换、细胞状孔和/或大孔洞形成以及聚合物固化。在NIPS过程中，大孔洞的出现能显著增强体系中的传质，从而加速所有子过程，这解释了大孔洞形成与膜形成速率（即通常所说的“瞬时”或“延迟”相分离）表面相关的现象。相反，仅含细胞状孔的厚聚合物析出层会减缓所有子过程，导致细胞状孔融合以降低界面能；随后，大孔洞便可能从融合的细胞状孔中开始形成。   4.多孔膜的构效关系 本研究分析了不同结构多孔膜的构效关系。性能测试表明，I型非溶剂制备的膜受大孔洞与连通细胞状孔影响，离子选择性较差；II型膜依靠相对致密的聚合物基质构建离子筛分通道，离子选择性能突出。II型膜的VO2+渗透率远低于I型膜，仅约为商用Nafion 212膜0.1%。同时，所有膜在3M H2SO4中的面电阻均低于Nafion 212膜，表明多孔膜具有更高的质子渗透性。因此，在80 mA cm⁻2下，II型膜在VFBs中实现了更高的能量效率（EE）。其中，采用正己烷制备的膜（PBInHex）厚度最薄（2.7 μm），且具有最高的EE。正电子湮灭寿命光谱及广角X射线散射结果表明PBInHex聚合物基质的自由体积直径介于4 Å至7 Å之间，小于水合钒离子的尺寸（>8.1Å）。由此实现了对钒离子与质子（4.1Å）的高度高效筛分，展现出优异的选择性。此外，采用PBInHex组装的VFBs性能始终优于使用Nafion212的膜，在220mA cm⁻2下达到80.6%的高EE，并可稳定运行超过500次循环，验证了所设计超薄多孔膜的可靠性。 核心结论 本文通过优化设计了一种流体调控装置，对NIPS过程开展原位观测，成功实现了大孔洞与细胞状孔形成过程的解耦。结合流体实验与粘性指进理论分析可知，大孔洞的形成受流体力学机制主导；在有效抑制大孔洞形成的基础上，实验进一步证实细胞状孔依靠成核–生长机制演化形成。结合ΔENIPS和分子体积参数，提出全新热力学描述符EV，同时建立了其与细胞状孔面密度的定量关联模型。采用低EV的非溶剂可制备出不含大孔洞、由分散排布的细胞状孔（即致密聚合物基质）构成的超薄多孔膜。所制备的超薄多孔膜具有高渗透性、选择性和稳定性，显著提升了VFBs性能。

第一作者：张家庆 通讯作者：孙振宇&王宏刚&Edgar Ventosa 通讯单位：北京化工大学&石河子大学&北京低碳清洁能源研究院&University of Burgos 成果简介 水系全铁氧化还原液流电池因具有原料资源丰富、成本低、本征安全性高等优势，被认为是面向大规模储能的重要候选技术之一。然而，目前全铁液流电池面临负极电解液溶解度有限、稳定性不足以及跨膜渗透严重等问题，限制了其进一步发展。本研究，北京化工大学孙振宇教授团队报道了一种基于多膦酸配体二乙烯三胺五（亚甲基膦酸）（DTPMPA）的铁配位负极电解液Fe(DTPMPA)，并将其应用于碱性水系全铁液流电池体系。实验结果表明，Fe(DTPMPA)负极电解液溶解度为0.85 mol L‒1，其凝固点低至‒50.4 ºC。构建的Fe2+/3+(DTPMPA) / [Fe(CN)6]4‒/3‒全电池在20 mA cm‒2的电流密度下展现出88%的最高能量效率，库仑效率接近100%，峰值功率密度达到44.5 mW cm‒2。即使经过500次循环（7天）运行，其能量效率仍保持在80%以上。进一步结合红外光谱和拉曼光谱分析，表明Fe(DTPMPA)配位结构在不同荷电状态下均能保持稳定。 相关成果以“Phosphonate-coordinated negolyte for high-performance aqueous all-iron redox flow batteries”为题发表在Acta Physico-Chimica Sinica期刊上。 感谢北京化工大学孙振宇团队（第一作者：张家庆）供稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 背景分析   随着“双碳”目标的推进以及风能、太阳能等可再生能源的大规模并网，电力系统对安全、经济、长寿命储能技术的需求日益迫切。水系氧化还原液流电池由于活性物质溶解于电解液并储存在外部储罐中，具有功率与容量可独立设计、安全性高、寿命长和适合大规模储能等特点，受到广泛关注。 目前，全钒液流电池和铁铬液流电池已经实现一定程度的商业化应用，但仍存在资源价格波动、活性物质成本较高和析氢副反应等问题。相比之下，铁元素储量丰富、价格低廉、环境友好，是构建低成本液流电池体系的理想活性元素。然而，传统全铁液流电池通常在负极侧涉及金属铁的沉积/溶解过程，容易引发枝晶生长、析氢副反应和电极污染等问题。同时，固态铁沉积也削弱了液流电池容量与功率解耦的优势。因此，开发“全溶液型”铁基负极电解液，是提升全铁液流电池性能和稳定性的方向。 近年来，配体工程为解决上述问题提供了新的策略。通过引入有机配体与铁离子形成稳定络合物，可以调控铁基电对的氧化还原电位、溶解度、稳定性和跨膜渗透行为，从而避免金属铁沉积并提高电池循环寿命。本研究，北京化工大学孙振宇教授团队基于这一思路，设计了含氮多膦酸配体DTPMPA，并构建了Fe(DTPMPA)负极电解液体系。 图文解析 1.Fe(DTPMPA)电化学特性 图1：DTPMPA多膦酸配体结构、Fe(DTPMPA)氧化还原行为及循环伏安稳定性测试。 DTPMPA分子具有柔性的多胺骨架和五个膦酸基团，能够提供丰富的配位位点，与铁离子形成稳定的配位结构。循环伏安测试结果表明，Fe(DTPMPA)具有明显的可逆氧化还原峰，其峰电流与扫描速率平方根呈良好线性关系，说明该氧化还原过程主要受扩散控制。与Fe(BPMG)和Fe(NTMPA)等体系相比，Fe(DTPMPA)的氧化还原电位更负，有利于提升全电池工作电压。此外，经过500次连续循环伏安扫描后，Fe(DTPMPA)仍能保持稳定的电化学响应，说明其在碱性条件下具有良好的电化学稳定性。 2.溶解度与低温适应性 电解液溶解度直接影响液流电池的容量和能量密度。通过紫外–可见吸收光谱定量分析发现，Fe(DTPMPA)的最大溶解度达0.85 mol L‒1。除高溶解度外，Fe(DTPMPA)还表现出较好的低温适应性。差示扫描量热（DSC）测试显示，随着Fe(DTPMPA)浓度升高，溶液凝固点逐渐降低。当浓度达到0.85 mol L‒1时，其凝固点低至‒50.4 ºC。这一结果表明，该电解液在低温环境下仍可保持液相稳定，具备在寒冷地区或极端温度条件下运行的潜力。 图2：Fe(DTPMPA)的紫外–可见吸收光谱、溶解度标定曲线及不同浓度下的DSC测试结果。 3.优异的低跨膜渗透性 液流电池运行过程中，活性物质的跨膜渗透会导致容量衰减、库仑效率降低和正负极电解液交叉污染。核磁共振（NMR）渗透结果显示，与N,N-双(膦酸甲基)甘氨酸（BPMG）和次氮基三甲基膦酸（NTMPA）等小分子配体相比，DTPMPA具有更大的分子尺寸和骨架结构，因此跨膜渗透速率更低（9.37 × 10‒7 cm2 h‒1）。这一特点有助于减少活性物质流失，维持长循环过程中的高库仑效率和容量保持率。静态渗透实验显示，在Fe3+(DTPMPA) /

第一作者：刘治坤 通讯作者：康鹏教授 通讯单位：天津大学 成果简介 全铁氧化还原液流电池（aqueous all-iron redox flow batteries，AIRFBs）具有良好的安全性与成本优势，是未来大规模储能的重要技术之一。然而，负极的非均匀Fe沉积、析氢反应以及腐蚀反应限制了AIRFBs的性能与耐久性。本研究发现将非离子型表面活性剂Brij 56加入电解液后可在Fe表面自组装形成液晶界面。这种具有定向结构的界面层不仅能够促进负极界面处Fe²⁺的脱溶剂化过程进而抑制H₂O介导的副反应，还可利用其各向异性特征调控Fe²⁺离子传输，作为软模板诱导产生均匀的Fe沉积。因此，液晶界面层显著提高了AIRFB负极的可逆性：在20 mA cm⁻²下，电池可实现230次循环（时长300 h），并达到99.4%的库仑效率（CE）和74.5%的能量效率（EE）。此外，在60 mA cm⁻²的高电流密度下，具有液晶界面层的AIRFB仍保持98.2%的CE，并输出26 mAh cm⁻²的高容量。 相关成果以“Self-Assembled Liquid Crystal Interphase Enabling Long-Life All-Iron Redox Flow Batteries”为题发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上。 感谢天津大学康鹏团队（第一作者：刘治坤）供稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 背景分析   水系氧化还原液流电池（redox flow batteries，RFBs）具有安全性高、系统模块化以及功率与容量解耦所带来的易扩展性，因而是电网储能领域的重要技术之一。此外，与静态电池相比，RFB中电解液的连续流动能够有效缓解电池极化，缓解规则温度波动。全铁氧化还原液流电池（AIRFBs）在正、负极电解液中均采用Fe基活性物质，因而具有成本低、资源丰富、环境友好以及交叉污染易管控等优势。AIRFB的负极采用Fe²⁺/Fe⁰的沉积/剥离反应电对，正极采用Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原反应电对（图1a），理论电池电压可达1.21 V。同时，两电子转移过程与Fe的高密度赋予该体系较高的理论容量（960 mAh g⁻¹）。 然而，Fe负极可逆性不足严重制约了AIRFBs的长期稳定运行，主要表现为以下问题（图1b）：（i）酸性负极电解液（pH < 3）加速Fe腐蚀，导致库仑效率（CE）下降；（ii）Fe²⁺/Fe⁰的标准电极电位（相对于标准氢电极，SHE，为−0.44 V）低于析氢反应（HER）的电位，因此在Fe沉积过程中常伴随HER发生；（iii）竞争性HER持续产生OH⁻，导致氢氧化铁生成，可能堵塞碳毡电极或离子交换膜的孔道；（iv）非均匀Fe沉积会加剧枝晶生长，而枝晶在流动电解液中易发生脱落，最终造成容量显著损失。本研究通过向电解液中添加低浓度的非离子型表面活性剂Brij 56，将液晶界面引入到AIRFBs体系。该类型表面活性剂由疏水烷基链和亲水头基组成，是一类溶致液晶分子（图1c）。研究发现，Brij 56分子能够在Fe表面自组装形成稳定的层状液晶界面（图1d）。该界面层可作为Fe沉积模板，促进Fe2+离子脱溶剂化、抑制副反应并优化Fe²⁺离子传输环境，进而获得平整而致密的Fe沉积层。 图1  （a）采用Fe²⁺/Fe⁰负极与Fe²⁺/Fe³⁺正极的全铁氧化还原液流电池示意图；（b）原始电解液中碳毡电极上的Fe沉积行为；（c）Brij 56表面活性剂（C₁₆H₃₃-(OCH₂CH₂)₁₀OH）的分子结构；（d）BLC电解液中的沉积行为，放大区域显示界面处定向排列的表面活性剂分子形成层状液晶结构。 图文解析 表面活性剂分子通常能够在水中形成胶束，其在界面处的吸附行为会影响体相溶液中胶束的尺寸。使用动态光散射（DLS）测量加入Fe金属碎片前后体相溶液中胶束尺寸的变化。如图2a所示，加入Fe碎片后，溶液中胶束直径由484 nm增大至1.65 μm。通常，体相中表面活性剂浓度降低会导致胶束尺寸增大且结构更疏松，这一结果表明，Brij

第一作者：杜红艳 通讯作者：宋芃，安全福 通讯单位：北京工业大学 工作简介 磺化聚苯并咪唑（SPBI）膜因其优异的化学稳定性，以及对多种氧化还原液流电池（RFB）体系的良好适配性，已被广泛应用于氧化还原液流电池领域。然而，很少有研究通过系统调控共聚物的单体比例来优化离子传输，从而提升膜的性能。北京工业大学安全福团队制备了一系列具有不同单体比例的磺化聚苯并咪唑共聚物（SpNPBI-x）膜，并将其应用于铁铬氧化还原液流电池（ICRFB）。研究发现引入一定量的低空间位阻单体（对苯二甲酸）可减小SpNPBI-x膜的离子传输通道尺寸，而进一步增加该单体的比例则会增大聚合物链之间的自由体积。其中，SpNPBI-0.1膜表现出高吸水率与优异的尺寸稳定性，这归因于在本研究考察的SpNPBI-x膜（x = 0, 0.1, 0.2, 0.5, 0.8）中，该膜具有最小的离子传输通道。基于同样的原因，在H型瓶渗透性测试中，SpNPBI-0.1膜对活性物质的渗透率最低。此外，采用SpNPBI-0.1膜的ICRFB在100 mA cm⁻²的电流密度下实现了97.82%的库仑效率（CE）和87.38%的能量效率（EE），优于采用其他单体比例膜的电池效率。并且，SpNPBI-0.1膜表现出593小时的循环寿命，证明了其在ICRFB中优异的化学稳定性。 相关成果以“Sulfonated polybenzimidazole copolymer membranes with optimized microstructure for enhanced performance of iron-chromium redox flow battery”为题发表在Electrochimica Acta期刊上。 感谢北京工业大学安全福团队（第一作者：杜红艳）供稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供   研究背景 作为铁铬液流电池系统的核心组件，离子交换膜直接影响其性能、循环寿命和成本。目前商业Nafion 212膜虽具有高质子传导性，但其微相分离结构加剧了活性物质的交叉渗透，降低了电池效率和铁铬液流电池循环寿命。此外，其高成本和较差的机械性能阻碍了其在规模化储能商业化中的应用。在非氟离子交换膜中，聚苯并咪唑（PBI）因其良好的稳定性和优异的机械性能而广泛用于燃料电池。近年来，质子化咪唑环在酸性电解液中对Fe3+和Cr3+的排斥能力推动了PBI膜在铁铬液流电池中的应用研究。 本研究通过调整对苯二甲酸与1,4-萘二甲酸的摩尔比，合成了一系列聚苯并咪唑共聚物pNPBI-x（x表示TPA单体的摩尔分数）。随后经浓硫酸直接磺化制备了SpNPBI-x。通过FT-IR、1H NMR和SEM表征了SpNPBI-x的聚合物结构和形貌。采用分子动力学模拟、正电子湮没和X射线衍射研究了单体比例与聚合物微观结构的关系。随后，系统比较了SpNPBI-x膜和Nafion212的吸水率、溶胀率、机械性能、面电阻和离子渗透率等性能。最后，采用SpNPBI-x膜组装铁铬液流电池进行单电池测试，以CE、EE、VE作为关键指标与Nafion212进行了对比。此外，对SpNPBI-0.1膜和Nafion212进行长期循环稳定性测试，并通过SEM和FT-IR对稳定性测试前后的SpNPBI-0.1膜进行了结构对比。   核心内容 1. SpNPBI的合成与表征 pNPBI‑x与SpNPBI-x的合成路线如图1所示。TPA与NDA的摩尔比为 x:(1‑x)（x为TPA摩尔分数）。以pNPBI‑0.1 为例：3,3′‑二氨基联苯胺（DAB）、TPA、NDA与伊顿试剂加入三口烧瓶，在氮气氛围、180  ℃下机械搅拌20  h进行缩聚反应。反应结束后将黏稠溶液倒入去离子水中沉淀，所得黑绿色纤维状聚合物先用5 wt% NaHCO₃溶液洗涤12 h，再用去离子水洗至中性，于80  ℃真空烘箱干燥过夜。采用相同方法制备pNPBI‑0.8、pNPBI‑0.5、pNPBI‑0.2 及pNPBI‑0共聚物。随后用浓硫酸在160  ℃下对pNPBI‑x磺化 4–12 h。 图1 pNPBI-x与SpNPBI-x的合成反应路线 采用FTIR对合成聚合物进行表征。如图2所示，3373-1、1625-1、1310

第一作者：汪涛&夏宇恒&高晨龙&黄天煜 通讯作者：丁煜&崔铭锦&杨孟昊 通讯单位：南京大学&上海理工大学&同济大学 成果简介 水系有机氧化还原液流电池显示出用于电网规模储能的前景，但由于活性材料的稳定性和溶解度不足而受到限制。近日，南京大学丁煜&上海理工大学崔铭锦&同济大学杨孟昊提出了一种电子–空间协同效应的调控策略，可同时增强活性分子的溶解度和稳定性。基于此设计的有机液流电池具有良好的循环稳定性，并且能够在宽温域下稳定运行。将原位光谱和电化学分析与计算模型相结合，阐明了分子的氧化还原化性质，并建立了稳定性和官能团效应之间的联系。生命周期评估进一步揭示了该电池的环境足迹，展示了实际电网规模存储应用的巨大潜力。 相关成果以“Long-cycling organic flow batteries enabled by electronic-spatial synergistic modulation”为题发表在Science Advances期刊上。 感谢南京大学丁煜团队（第一作者：汪涛）供稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供   《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》   背景分析 可再生能源并网依赖大规模长时储能，水系有机氧化还原液流电池因本征安全与原料丰富而备受关注，但其能量密度低、循环稳定性差及温度适应性差等制约了商业化。现有的活性分子存在溶解度低、副反应严重等问题，导致有机液流电池容量衰减与寿命缩短。为此，研究团队开发了一种电子-空间协同效应的调控策略，可同步提升活性分子的溶解度与稳定性，为构建高能量密度、长循环寿命的水系有机液流电池提供了可行的分子设计路径。   图文解析