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一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 2026升级款产品简介 （资深硕/博/高校老师技术团队，长期免费技术服务） 功能特点 功能：提供一体化的整套液流单电池测试系统，开展各种液流电池核心材料（电解液、隔膜、电极、双极板等）及流场结构的性能测试研究，为科研用户提供完整实验数据（如能量效率EE、库伦效率CE、电压效率VE、循环性能、极化曲线、功率密度曲线、充放电容量、充放电能量、充放电曲线、自放电性能等）； 特点：高度集成、外观精致、密封良好、材料易于更换、整体移动、便于参观展示。 增值技术服务：不管您做任何液流电池体系，公司都有资深的硕/博/高校老师技术团队，针对性提供免费基础技术服务。您购买的不仅仅是设备，而是全套技术服务！欢迎实地考察交流！ 更多液流电池测试类产品，请点击武汉之升新能源2026版官网：www.whzs-vfb.com 2026升级亮点 定制化蠕动泵新升级，保证长时间循环测试； 整体结构优化更紧凑，降低实验室占地面积； 软管内衬聚四氟材料，耐酸碱性能全面升级； 精简管路取消转接头，降低跑冒滴漏的隐患； 温控器安全保护升级，保证测试温度的稳定； 适用液流电池体系 根据不同液流体系要求：液-液非沉积型体系+液-固沉积型体系，单电池的材料和结构有适当调整，具体包括： 全钒、混酸、铁铬、锌铁、钒铁、全铁、硫铁、锌溴、锌镍、锌碘、浆料液流、水系/非水系有机等各种液流电池体系。 技术参数表 项目   规格   数量   备注   系统组成   螺栓型液流单电池测试夹具+蠕动泵+管路+储液罐+一体化底座+温控装置（选配）+充放电测试仪（选配）   螺栓型液流单电池   测试夹具   LSB-1（液-液非沉积型）   活性面积定制，适配各种厚度石墨毡和碳布，免费送高活性石墨毡电极   1台   标配   LSB-3（液–固沉积型）   活性面积定制，适配各种厚度石墨毡和碳布，免费送高活性石墨毡电极   电解液   可提供商业化全钒、铁铬、锌溴、全铁电解液   （标配1瓶250mL 3.5价全钒电解液）   250mL   […]

第一作者：朱孜璇 通讯作者：王彪 通讯单位：东华大学 DOI：10.1016/j.jcis.2026.141151 工作简介 全钒液流电池（VRFB）用商业Nafion膜因过度溶胀导致钒离子严重渗透，成为制约电池性能的关键瓶颈。本研究提出一种简便的表面改性策略，通过层层自组装（LbL）将聚乙烯亚胺（PEI）和木质素磺酸钠（SL）依次沉积于Nafion 115表面，并辅以戊二醛（GA）化学交联，构筑了致密稳定的三维离子筛分层。该功能层协同发挥尺寸筛分与Donnan排斥效应，有效阻断钒离子穿越；同时，SL中丰富的磺酸基团通过Grotthuss机制保障了高效质子传导。改性后的N115-(PEI/SL)2膜钒渗透率较原始Nafion 115骤降92.80%，同时保留了近80%的质子传导率。在80 mA cm-2下能量效率达85.14%，显著优于原始Nafion膜（81.77%）。在200 mA cm-2下历经350余次循环（>400小时），能量效率衰减仅约2%，展现出卓越的长周期稳定性。该工作提供了一种简单、可扩展且具商业前景的表面改性方案，成功化解了VRFB膜中传导率与选择性之间的固有矛盾。 感谢东华大学王彪团队（第一作者：朱孜璇）供稿！ 本文所用 快拆型液流单电池测试系统（KCB-CZ） 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》 研究背景 全钒液流电池凭借高安全性、优异效率和运行灵活性，成为大规模储能的优选技术。作为核心部件，隔膜需兼顾质子传导与活性物质阻隔。Nafion系列全氟磺酸膜因化学稳定性优异、质子传导率高而应用最广，但其亲水离子簇在电解液中过度溶胀，导致钒离子交叉污染，引起容量衰减和寿命缩短。为抑制钒渗透，研究者发展了纳米填料掺杂（COFs、MOFs、SiO2、氧化石墨烯等）、表面原位聚合（聚吡咯、聚苯胺等）及夹层结构复合等策略，但这些方法普遍面临填料分散不均、聚合物层溶胀剥落、界面结合差或质子传导显著下降等问题。因此，如何以简便、可规模化的方式实现高质子传导与高离子选择性的统一，仍是该领域的重要挑战。 核心内容 1. 膜构筑与结构表征 图1 膜的制备与表征 以商用Nafion 115为基膜，首先利用PEI阳离子电解质进行表面预充电，再交替沉积阴离子型SL，通过静电吸附形成多层组装体，最终以GA交联固定三维网络结构。该过程（图1a）保持了基膜的柔韧性，且交联层与基底结合紧密，经3M胶带剥离测试无脱落。AFM和SEM显示，改性后表面粗糙度由0.53 nm升至3.60 nm，截面未见分层，表明层间结合良好。FT-IR新出现的C=N特征峰及XPS中N 1s信号的出现，证实了PEI/SL交联层的成功引入。EDS元素映射显示氮元素在表面均匀分布。TGA表明改性膜热稳定性提升，有利于VRFB长期运行。   2. 物理化学性能与离子传导选择性 图2 性能 力学测试表明，改性后膜的拉伸强度与模量均有所提升（图2a）。溶胀率显著降低而吸水率相近（图2b），归因于静电交联与共价网络的协同约束。在1.5 M VOSO4/3 M H2SO4中浸泡100天后，FT-IR与SEM未发生明显变化，证实其耐酸耐氧化性良好。 质子传导方面，N115-(PEI/SL)2的面电阻为0.184 Ω cm2，接近原始膜的0.152 Ω cm2，计算电导率略有下降，但与文献对比仍处于领先水平（图2f）。钒渗透测试表明，改性后渗透率从21.22×10-7cm2 min-1降至1.53×10-7 cm2 min-1（降幅92.80%），离子选择性高达42.65×107 mS cm-3 min，较原始膜提升约990.8%。分子动力学模拟显示水合质子扩散速率远高于钒离子（图2e），理论验证了选择性筛分效果。   3. 离子选择性传输机制 图3 传输机理 为阐明选择透过机理，研究者从结构–化学双角度开展分析。CO2吸附–脱附及DFT孔径分析表明，PEI/SL交联层具有大量0.65–0.86 nm的超微孔，介于水合钒离子（~0.8 nm）与质子（~0.3 nm）尺寸之间，可发挥精确的尺寸筛分作用（图3a）。同时，LbL组装过程中表面Zeta电位由负转正，最终达+1.6 mV，产生Donnan排斥效应，进一步抑制钒阳离子透过（图3b）。分子动力学模拟揭示，SL的-SO3H与H2O/H3O+之间形成强氢键网络（O-O径向分布函数第一峰<2.5 Å），PEI中的N原子亦参与氢键，构建了连续质子跳跃通道（Grotthuss机制）。三者协同（图3e）打破了传导率–选择性贸易限制。   4. VRFB电池性能 图4 VRFB性能 组装单电池测试表明，N115-(PEI/SL)2膜在全电流密度范围内均呈现更高库仑效率（CE）和能量效率（EE）。80

液流电池电堆（电解液）测试台（台架式/集装箱式/托盘式） 产品矩阵（2026版） 产品一：台架式-1（开放式台架与电堆分体布局，便于更换电堆）   产品二：台架式-2（开放式台架与电堆一体布局，节约占地面积） 产品三：台架式-3（封闭式台架与电堆分体布局，简洁美观，便于更换电堆）（主推）   产品四：台架式-4（封闭式台架与电堆一体布局，紧凑美观，方便整体移动）（主推） 产品五：集装箱式（高度集成，室内/室外均可布局） 产品六：托盘式（前期探索性实验测试，功率小，低成本）     产品七：多堆测试台（按需定制设计） 应用场景分析： （1）电堆开发企业：用于企业开展电堆研发测试或者电堆产线质检测试，电堆由企业提供。 （2）电解液生产企业：用于企业开展电解液研发测试或者电解液产线质检测试，武汉之升新能源可提供国内一流的批量化定型电堆（已在50兆瓦级项目上使用）（5kW/10kW /20kW /30kW /42kW /64kW）。 （3）材料生产企业：用于企业开展膜、电极、双极板的研发测试或者产线质检测试，武汉之升新能源提供可重复拆卸的批量化定型电堆及配套商业化全钒/铁铬/锌溴电解液，同时提供电堆拆装技术培训以及配套的电堆叠压翻吊一体机，实现材料企业具备自主拆卸、组装电堆的能力。 （4）高校研究所机构；用于机构开展电堆结构、电解液、膜、电极、双极板等材料的研发或者小试中试测试，武汉之升新能源提供定制化电堆（百瓦-数十千瓦级）及配套技术服务。 功能特点 功能：液流电池电堆（单堆/多堆）测试台2026版基于成熟的液流电池储能系统集成技术搭建，适用于各种类型液流电池电堆（包括膜、电极、双极板等材料）和电解液的性能评估（主要包括充放电性能、能量效率EE、库伦效率CE、电压效率VE、电解液利用率、单电池电压均匀性、过载能力、液阻测试、内阻测试、高温存储、低温存储、内外漏测试、循环性能等）。满足以下标准要求： NB/T42132-2025全钒液流电池电堆测试方法（修订） NB/T42006-2025全钒液流电池用电解液测试方法（修订） NB/T11779-2025液流电池电解液循环系统技术规范 NB/T11227-2023锌溴液流电池电堆测试方法 NB/T10460-2020锌镍液流电池电堆测试方法 铁铬液流电池第3部分：电堆技术要求及测试方法（能源20240029，制定中） 锌铁液流电池第1部分：电堆技术要求及测试方法（能源20240034，制定中） 特点： 定制生产、结构紧凑；完全集成、防漏设计； 电堆定制、拆装方便；集成温控、长期运行； 安全保护、实时监测；一键上电、操作方便。 2026版亮点 安全保护全面升级，确保测试安全无忧； 数据存储分析查询，测试数据一目了然； 管路功能优化完善，系统维护省时省心； 液流体系量身设计，精准适配不同体系。 适用液流电池体系 根据不同液流体系要求：液-液非沉积型体系+液-固沉积型体系，测试台方案有针对性调整，具体包括： 全钒、混酸、铁铬、锌铁、钒铁、全铁、硫铁、锌溴、锌镍、锌碘、浆料液流、水系/非水系有机等各种液流电池体系。 技术参数表 项目 规格和特点 数量 备注 测试台组成 电堆（选配）、电解液（选配）、管路系统、SOC系统、温控系统、电池充放电测试仪或PCS（选配）、控制管理系统、配电系统、金属框架；     单堆或多堆 单堆：100W~200kW（功率可选）； 多堆：64kW~1MW（功率可选）；

通讯作者：宋忠孝 通讯单位：西安交通大学 DOI：10.1016/j.carbon.2026.121889 工作简介 本研究开发了一种超快非平衡焦耳加热策略：利用该技术的二次尺度加热与冷却特性，将氧化蚀刻选择性限制在碳纤维表层，同时完全保留高导电性的石墨主体框架，从而制备出具有独特“表面无序–主体有序”结构的异质结构电极。在最佳条件（900°C/60秒）下制备的电极具有富含高活性C=O基团的分级微介孔网络结构，有效解决了活性位点密度与质量传输效率之间的内在矛盾。钒氧化还原反应的峰间电压差降至777.2mV，表观扩散系数提高2.3倍。组装后的单电池在200mAcm-2下可实现78.8%的EE。即使在电流密度300mA cm-2时，EE仍保持在71.5%。经过200次循环后，该电池的每循环容量衰减速率极低（仅为0.01%），峰值功率密度达到516.5mW cm-2。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 目前报道的孔结构调控策略主要可分为三大类：大孔工程、微/纳米级刻蚀以及分级孔结构构建。尽管各类方法均取得进展，但都存在固有局限性。大孔改性（如机械钻孔、激光穿孔）虽能提升电解质整体渗透性，却无法增加反应位点密度；过度加工还会损伤三维导电网络。作为主流改性手段，微/纳米级刻蚀可增大比表面积并引入表面缺陷，但通常需依赖数小时高温热氧化或剧烈湿化学处理，易导致刻蚀过度、残留杂质及石墨主体结构破坏，最终降低电极的导电性和机械稳定性。此外，单一尺度的孔结构存在关键权衡：微孔虽能增强催化活性，却阻碍电解质传质；而大孔与介孔虽有利于扩散，却缺乏足够的活性位点。分层孔隙设计理论上可以解决此矛盾，但通常需要复杂的多步骤过程，导致制备成本高，难以扩大规模。因此，开发一种一步法、无污染的工艺，以同步实现多尺度孔结构与表面化学性质的协同优化，仍是VRFB电极改性领域亟待解决的关键难题。 核心内容 1.热行为与微观形貌演变 图1GFs在不同热冲击温度（700、900和1100°C）及处理时间（30、60和90秒）下呈现表面受限重构的形态演变过程 经过焦耳加热处理后，样品呈现出显著的温度依赖性形貌演变。在700°C条件下，即使处理仅90秒，也仅观察到轻微的表面粗糙化现象，表明该温度提供的热能不足以克服碳基体中孔隙成核所需的活化能垒。当温度升至900°C时，纤维表面发生显著的结构重构：处理30秒后，均匀分布的微孔开始形成；60秒时，由微孔和介孔组成的高度开放且相互连接的分级孔隙网络逐渐显现；继续延长处理时间至90秒时，相邻孔隙融合形成更大的条状通道。相比之下，在1100°C的极端热冲击下则引发不可控的烧蚀现象，即使短期处理也会使石墨纤维刻蚀成多孔蜂窝状结构，并伴随纤维直径显著减小及明显结构缺陷。   2.晶体及孔隙结构的表征 图2.GFs的微观结构、缺陷演变及孔隙特性 所有样品均保留了石墨化碳典型的衍射特征，在2θ≈26°和43°处出现明显的(002)和(100)特征峰，证实超快焦耳加热并未引发严重非晶化，并成功保持了整体导电网络结构。根据布拉格定律，衍射峰向更高角度移动对应石墨层间距减小，而向更低角度移动则表明层间距增大。 拉曼光谱显示所有样品均在约1350⁻¹和1595cm⁻¹处呈现两个特征峰。经700°C处理后，样品的ID/IG比值从原始GF的1.15降至1.00，同时D峰出现显著蓝移。结果表明低温热冲击优先去除了石墨毡表面的非晶态碳杂质，从而略微改善了整体结构有序度；D峰的蓝移则对应于石墨层收缩引起的局部压缩应力积累。 在900°C条件下，非平衡热冲击破坏了石墨的惰性基面，产生并暴露了大量活性边缘缺陷，使ID/IG比值增至1.17。随后的超快速冷却过程（约50°C/s）有效冻结了高温诱导的表面缺陷，防止其自发愈合，同时抑制了体相石墨骨架的过度石墨化。与此同时，分级孔隙的快速成核与生长释放了先前积累的压缩应力，并在表面石墨晶格中引入拉伸应变，直接体现在D带显著红移的现象上。而且，尽管900-60-JHGF样品表面缺陷密度较高，但G带半高全宽相较于原始GF显著减小，证实了在表面刻蚀过程中，底层体相石墨骨架发生了同步结构有序化。这种具有“表面无序与体相有序”特征的选择性重构正是本研究提出的异质结构的核心特性，完美解决了传统改性策略中活性提升与导电性下降之间的固有权衡问题。相比之下，1100°C的热冲击则会在纤维表面引发不可控的结构剥落和晶格碎裂。这种激进的蚀刻作用将表面石墨层分割为更小的纳米晶域，从而使ID/IG提高至1.21。 氮气吸附–脱附实验显示所有样品均呈现典型的IV型等温线及明显的H3型滞后环，证实材料以具有狭缝状孔道的介孔结构为主。在700°C条件下热蚀刻作用不足：该温度下表面非晶碳的消除和微晶重排占据主导地位，且微晶收缩先于孔隙扩张发生。因此，BET比表面积从原始GF的3.48m²/g略微降至2.33m²/g。当处理温度升至900°C时，样品发生显著的结构重构，BET比表面积大幅增至12.17m²/g，约为原始GF的3.5倍。非局域密度泛函理论计算的孔径分布曲线表明900-60-JHGF样品具有明确的分级微–介孔结构：在约1.2nm处出现明显的微孔分布峰，可提供丰富的电催化活性位点；而在约3nm处的互补介孔峰则构建了电解质的快速传输通道。这种分级孔结构克服了单尺度孔隙固有的缺陷：微孔虽能富集活性位点但阻碍物质传递，而介孔则有利于扩散但缺乏足够的活性位点。然而，当温度进一步升至1100°C时，BET比表面积降至9.16m²/g，且直径为2–5nm的介孔数量显著减少，证实了1100°C的高温会导致预先形成的孔隙发生塌陷和局部融合，从而破坏分级孔网络的整体完整性。   3.表面化学微环境的选择性调控 图3.GFs的XPS谱 XPS谱图分析结果（显示，所有样品均以特征性的C1s（284.8eV）和O1s（532.5eV）峰为主。源自聚丙烯腈前驱体的微量N1s信号（约400eV）在原始GF和700-60-JHGF中仍可检测到，但在较高处理温度（900℃和1100℃）下完全消失，归因于C–N键（约305kJ·mol⁻¹）相较于C–C键（约347kJ·mol⁻¹）固有的较低键能，导致高温下C–N键优先断裂并伴随含氮气体解吸。随着处理温度升高，表面氧含量从原始GF中的10.8%单调下降至1100-60-JHGF中的3.5%，同时碳含量相应增加至96.5%。表面化学成分的变化直接证实了异原子的热脱附以及石墨碳骨架在超快热冲击过程中的有序重构。 高分辨率C1s谱图可分解为五个特征峰：C–C/C=C（约284.8 eV）、C–O（约285.4eV）、C=O（约286.6eV）、O–C=O（约288.5eV）以及π–π*卫星峰（约290.8eV）。在所有样品中，C–C/C=C峰始终占主导地位，再次证实超快热调制不会破坏底层的体相导电骨架结构。此外，随着处理温度升高，该主峰逐渐变尖（FWHM减小），表明sp²杂化碳的比例增加；同时含氧官能团的总峰面积持续减小，对应于不稳定氧物种的逐步热脱附过程。O1s光谱可分解为三个特征组分：C=O（531.2–531.5eV）、C–O（532.4–532.6eV）和O–C=O（533.4–533.8eV）。原始GF表面最初主要由C–O（56.7%）和O–C=O（41.1%）官能团构成，其中C=O基团的比例仅为2.3%。 由于不同氧官能团的热稳定性存在显著差异（C-O键能~358kJ mol-1，O-C=O键能约360kJ mol－1，远低于C=O的键能~745kJ mol-1），不稳定的单键氧和羧基在超快热冲击过程中优先进行热解吸，从而选择性富集具有更高热稳定性和电催化活性的C=O物种。然而，钒氧化还原反应中的电催化活性可能源于协同效应。除C=O基团外，其他含氧基团（如C–O和O–C=O）以及结构缺陷共同影响着整体性能。在通过超快焦耳加热形成的异质结构中，电催化活性C=O位点的选择性富集与优化的缺陷密度相结合，为钒离子吸附及界面电子转移创造了理想的微环境。尽管在1100°C条件下进行过度刻蚀可获得最高的C=O比例（27.6%），但会导致总表面氧含量急剧下降（3.5%）并引发严重的疏水性恢复现象。相比之下，900-60-JHGF材料实现了最佳平衡：其C=O比例优化至17.3%，同时含有大量极性C–O键（49.8%），从而确保优异的润湿性。   4.界面性质与电催化动力学 图4.GFs的电化学性能及界面动力学 CV曲线表明原始GF表现出极其迟缓的反应动力学特征，具体表现为极大的峰间电压差（ΔEp=1067.6mV）以及在1.6–1.7V区间内的高电流平台期。该平台期源于原始GF的惰性表面及活性位点不足，导致VO2+的氧化速率极为缓慢。经过非平衡热处理后，电极的电化学可逆性显著提升。其中，900-60-JHGF表现出最佳性能：其ΔEp值最小（777.2mV），且阳极–阴极峰电流比接近1（0.97），表明氧化还原反应是高度可逆的，副反应可以忽略不计。900-60-JHGF表面富集的C=O边位可作为钒氧化还原反应的高活性中心，有效降低反应活化能。相比之下，1100-60-JHGF则呈现显著的峰不对称性且阴极电流大幅降低。这种活性下降归因于过度蚀刻导致的表面深度脱氧现象，会引发疏水性的强烈恢复，从而物理性地阻碍钒离子与电极之间的接触。 静态水接触角显示原始GF由于缺乏表面极性官能团而表现出固有的强疏水性（126.7°），阻碍了电解质渗透到纤维内部孔隙中。相比之下，900-60-JHGF则转变为显著亲水性的状态（76.4°）。润湿性的显著改善与相互连接的分级孔网络协同作用，构建了高效的毛细管传输通道，使电解质能够快速渗透电极内部并完全进入所有活性位点。相反，1100°C的极端高温处理会引发严重的表面脱氧现象，并导致微介孔通道发生结构融合与坍塌。ECSA测试显示900-60-JHGF的Cdl值达到17.7mF，约为原始GF（8.5mF）的2.1倍，相当于ECSA提高了110%。可接触固液界面的显著扩展为界面电荷转移提供了丰富的活性位点。相比之下，1100-60-JHGF的Cdl值降至7.4mF，低于原始GF。 最后，EIS显示在界面电荷转移方面，900-60-JHGF表现出最低的Rct（8.9Ω），显著低于原始GF（18.0Ω）及过度蚀刻的1100-60-JHGF（24.1Ω）。性能差异凸显了界面动力学中位点活性与可及性之间的协同作用。尽管1100-60-JHGF具有最高的相对C=O含量（27.6%），但其总氧含量较低（3.5%），且结构坍塌阻碍了氧离子传输。相比之下，900-60-JHGF通过优化孔隙率和润湿性来平衡活性位点密度（17.3%）和传输性能，实现了最低的电荷转移电阻。   5.VRFB单电池性能 图5.使用原始及改性GFs对VRFB单电池性能与耐久性进行评估 随着电流密度增加，欧姆极化与浓度极化同时增强，导致所有电池的效率均呈单调下降趋势。然而，900-60-JHGF的倍率性能仍显著优于其他样品：在电流密度为200mA cm⁻²时，EE达到78.8%；即使在高电流密度300mA cm⁻²下，仍维持在71.5%，较原始GF（62.7%）高出14.0%，且显著高于1100-60-JHGF（57.2%）。由于所有电池的浓度效率均保持在94.5%以上且差异可忽略不计，效率差距主要源于电压效率的差异。900-60-JHGF的较低过电位和较高VE直接归因于其分级孔网络实现的高效多尺度传质、表面富集的C=O位点加速的界面电荷转移以及良好润湿性带来的充分固液接触。 循环耐久性测试显示在200mA cm⁻²条件下连续循环200次后，900-60-JHGF电池展现出优异的循环稳定性，单次循环容量衰减速率仅为0.01%；在整个循环过程中其CE始终维持在98%以上，VE也未出现明显波动。相比之下，原始GF电池的容量衰减速率高出5倍（每循环0.05%），且VE在后期阶段显著下降，证明超快速非平衡热冲击技术不仅能在电极表面构建高活性界面，还能保持碳纤维基体的石墨晶体结构，从而显著提升电极在酸性氧化环境中的电化学耐腐蚀性能。 核心结论 本研究证明超快非平衡焦耳加热为碳电极的精密孔结构设计及表面化学调控提供了有效方法。通过利用次级尺度的加热/冷却动力学特性，成功在石墨毡中构建出独特的“表面无序、内部有序”结构，从根本上解决了传统碳电极改性过程中电化学活性与导电性之间长期存在的权衡问题。最佳的900°C/60 s处理实现了多尺度孔结构和表面化学的协同优化：分级的微介孔网络确保了有效的电解质渗透和离子传输，而选择性富集的C=O活性位点加速了界面电荷转移。该设计使钒离子扩散系数提升2.3倍，并显著降低了反应过电位。而且，其保持高导电性的骨基质为电极提供了卓越的稳定性：在电流密度为200mA cm⁻²时，经过200次循环后容量衰减速率仅为0.01%。组装后的VRFB电极可实现516.5mW cm⁻²的峰值功率密度，在300mA cm⁻²时仍保持71.5%的EE，性能优于大多数热改性石墨毡电极。

本网站免费 帮助企业或课题组招聘液流电池人才 精准覆盖液流电池行业人员1万余人 有需求请添加微信号（15623629574）     中长时储能正在从技术探索走向工程化应用，我们也在寻找愿意一起把液流电池真正做出来的人。智鑫能储（Aeon Energy Storage）是一家专注于中长时储能技术研发与产业化的科技型公司，由伦敦大学学院(UCL)博士及博士后团队发起，聚焦安全、低成本、长寿命的水系锌基液流电池技术。 目前，公司深圳研发实验室正在加速建设，围绕隔膜材料、电极、电解液、单电池及电堆持续推进核心技术研发与工程化验证。在这里，你将有机会参与一项技术从材料设计、实验验证到电堆开发和产品落地的全过程。我们希望寻找的不只是能够完成实验的人，更是愿意理解问题、提出判断，并与团队共同推动技术进步的长期伙伴。 本次开放岗位： 01｜液流电池电堆研发经理  负责单电池与电堆开发、测试调试及性能优化，推动样机验证与工程化落地。 02｜液流电池研发工程师（膜材料方向） 聚焦隔膜及膜材料开发，围绕离子传输、溴穿梭抑制和长期稳定性开展研发。 03｜液流电池研发工程师（电极方向） 聚焦电极材料开发与改性，参与性能优化以及单电池、电堆验证。 04｜液流电池研发工程师（电解液方向） 聚焦电解液体系设计、配方开发与机理研究，解决稳定性与性能问题。 05｜液流电池研发实习生 参与文献调研、实验协助、材料制备、电池组装及测试分析。     我们期待你： 对新能源和储能行业具有热情，具备扎实的专业基础、实验动手能力和主动解决问题的意识；愿意深入真实研发问题，与不同专业方向的团队成员共同协作。 工作地点： 深圳市福田区 薪资待遇： 具有竞争力的薪酬，具体根据岗位、经验及能力综合评定；依法缴纳五险一金，核心岗位可讨论长期激励。 简历投递： hr@aeonenergystorage.com 邮件主题： 姓名＋应聘岗位＋可到岗时间 关于我们 智鑫能储（Aeon Energy Storage）是一家面向中长时储能场景的水系储能科技公司，由伦敦大学学院博士及博士后团队发起，聚焦锌基液流电池材料、电堆及系统研发与工程化验证，致力于探索更安全、更低成本、更适合长期运行的新型储能解决方案。

第一作者：刘硕&韦仁义 通讯作者：刘熙俊 通讯单位：广西大学 DOI：10.3390/ma19132839 感谢广西大学刘熙俊团队校稿！ 工作简介 本研究通过水热法结合高温硫化工艺合理设计并合成了负载于石墨毡（GF）上的超薄纳米花状CuCo2S4电催化剂。得益于独特的开放纳米花结构、丰富的多价金属位点以及强效的Cu-Co双金属协同作用，所制备的CuCo2S4对多硫化物和多碘化物中间体具有优异的吸附能力，氧化还原峰电位分离度小，且电荷转移电阻低。在SIFB中，CuCo2S4电极在20mA cm-2下表现出仅0.29V的显著低电压间隙，在50次循环中保持稳定的62–66%EE，并在400次循环后仍保持优异的长期循环稳定性及超过70%的高EE。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 近年来，过渡金属硫化物作为高性能电催化剂在SIFB领域得到了广泛研究。其中，钴基硫化物凭借其丰富的活性位点、适宜的电子结构以及强大的化学吸附能力，在碘和多硫化物氧化还原反应中均展现出优异的催化性能。然而，单金属钴硫化物仍存在活性位点不足、导电性较差以及长期循环使用时结构不稳定等问题。构建双金属尖晶石型硫化物为突破这些局限提供了有效途径：不同金属位点之间的协同效应可优化电子结构、增强电荷转移效率、形成更多暴露的活性中心并提升结构稳定性。特别是具有典型尖晶石结构的CuCo₂S₄，因其可调节的价态（Cu⁺/Cu²⁺、Co²⁺/Co³⁺）、丰富的缺陷结构、高导电性以及对多硫化物和碘化物中间体的强大吸附亲和力，成为SIFB的理想双功能电催化剂。 核心内容 1.结构与形态特征分析 图1 (a，b)和(c，d)分别为CuCo₂S₄电极与CoS₁.₀⁹₇电极的扫描电子显微镜（SEM）图像；(e–g)和(h–k)分别为CuCo₂S₄电极的透射电子显微镜（TEM）图像及EDX谱图 SEM显示CuCo2S4呈现出独特的超薄纳米花状分级结构，由相互连接的二维纳米片组装而成；与之形成对比的是，CoS1.097则存在严重的团聚现象及不规则的整体结构，导致暴露活性位点不足且离子传输通道被阻塞。三维开放多孔网络结构不仅显著增大了比表面积，还促进了电解质渗透和快速电荷转移。如此优异的形貌特征对于充分暴露大量活性位点、加速硫化物和碘化物在SIFB中的氧化还原反应动力学具有重要优势。TEM可清晰观察到纳米花状结构，其由超薄且卷曲的纳米片组成。HRTEM图像显示明显的晶格条纹，层间距为0.285nm，对应于尖晶石型CuCo2S4的(311)晶面。此外，EDX元素分布图表明铜、钴和硫元素在整个纳米花结构中均匀分布，未出现明显聚集或偏析现象。均匀的元素分布证实了CuCo2S4尖晶石结构的成功形成，并表明铜与钴物种之间存在强烈的电子相互作用。 图2 (a)不同电极的XRD谱图；(b)CuCo₂S₄与(c)CoS₁.₀₉₇的XPS谱图；(d)CuCo₂S₄与(e)CoS₁.₀₉₇的Co 2p及S 2p精细谱图；(f)CuCo₂S₄的Cu 2p精细谱图；(g)配位结构示意图展示Cu²⁺交换作用下CoS₁.₀₉₇向CuCo₂S₄的拓扑结构转变 XRD显示对于CoS1.097样品，在32.07°、47.02°和49.10°处出现的多个弱衍射峰均与CoS1.097的六方晶相良好对应。引入铜并进行进一步硫化处理后，衍射峰分别移至31.33°、37.97°、49.99°和54.75°；这些峰分别对应CuCo2S4的(311)、(400)、(511)和(440)晶面，与CuCo2S4的立方尖晶石相高度吻合。未检测到属于硫化铜、CoS2或其他氧化物等杂质的衍射峰，证实了纯相CuCo2S4的成功制备。此外，峰位相较于金属钴和铜的峰位发生偏移，表明成功形成了纯硫化物尖晶石相而非残留金属钴或铜。 XPS全谱图证实样品中存在铜、钴、硫和碳元素，且无其他杂质。在高分辨率钴2p谱图中，两种样品均观察到对应于Co²⁺和Co³⁺的两对拟合峰。引入铜后，钴2p的结合能出现正向偏移，表明电子从钴转移至铜，并且CuCo₂S₄中存在强烈的电子相互作用。硫2p谱图中，对应S²⁻的峰呈现轻微正向偏移，证明硫原子的化学环境受Cu-Co协同效应调控。铜2p谱图中检测到典型的Cu⁺和Cu²⁺峰，进一步证实了尖晶石型CuCo₂S₄的成功合成。多价金属位点（Cu⁺/Cu²⁺、Co²⁺/Co³⁺）的共存可提供丰富的活性中心，优化反应中间体的吸附，并促进电荷转移，从而显著提升SIFB的电催化性能。   2.电催化活性与动力学评估 图3.电极的电化学性能 电极对电活性物种的吸附能力测试显示对于含碘溶液，与GF和CoS1.097相互作用后吸光度峰值强度略有下降，溶液颜色未出现明显变化；相比之下，经CuCo2S4吸附后吸收峰显著降低，溶液几乎变为无色，表明对多碘化物物种的吸附能力显著增强。同样，在多硫化物溶液（Na2S2）中，CuCo2S4对S2²⁻的吸附能力也远强于GF和CoS1.097。优异的吸附性能得益于双金属协同效应及开放纳米花结构所形成的丰富活性位点，能有效捕获多硫化物和多碘化物中间体，从而加速氧化还原动力学过程。 CV显示在I⁻/I₃⁻电解质中，CuCo₂S₄表现出一对清晰的氧化还原峰，其电流密度最高且峰间电位差（Epp）最小，仅为0.174V，远低于CoS₁.₀₉₇的0.287V和GF的0.367V。同时，|J(Red)/J(ox)|比值达到1.77，表明具有优异的氧化还原可逆性。在S₂⁻/Sₓ²⁻电解质中，与CoS₁.₀₉₇和GF相比，CuCo₂S₄还展现出更强的响应电流和更可逆的氧化还原峰。结果证实CuCo₂S₄是一种高效的双功能电催化剂，能够提升I⁻/I₃⁻和S₂⁻/Sₓ²⁻的反应动力学。长期循环CV测试显示经过200次连续循环后CuCo₂S₄的CV曲线几乎与初始曲线重合，而CoS₁.₀₉₇则表现出明显的信号衰减。长期循环前后近乎重合的CV曲线表明该催化剂具有稳定的电催化性能和可靠的重复性。   3.SIFB电池性能 图4.电池性能 经过活化处理后，CuCo2S4电极展现出高度稳定的EE，达62%-66%，且衰减可忽略不计；CE则持续提升至近98%。相比之下，CoS1.097电极在整个循环过程中均呈现快速的EE衰减和较低的CE。优异的循环稳定性表明尖晶石结构的CuCo2S4能够有效抑制结构降解及副反应，从而在长期使用中保持稳定的催化活性。 图5长循环性能 在10mA cm⁻²下进行了400次循环测试，并于第200次循环时对电解液进行更换。更换电解液后，两个电极均展现出性能恢复，证实性能衰减主要源于电解液消耗而非催化剂不可逆结构崩解。同时，CuCo₂S₄电极在400次循环后仍保持超过70%的高EE，而CoS₁.₀₉₇电极则出现快速效率衰减。 核心结论 本文通过简便的水热硫化法成功在GF上合成了一种超薄纳米花状尖晶石型CuCo2S4双功能电催化剂，并系统研究了在SIFB中的应用。结构表征结果证实了从六方晶系CoS1.097向立方尖晶石型CuCo2S4的成功相变，且元素分布均匀、Cu/Co原子比接近1:2。独特的纳米花结构提供了丰富的活性位点和开放的质量传输通道，而双金属协同效应（Cu⁺/Cu²⁺与Co²⁺/Co³⁺）则增强了对多碘化物/多硫化物物种的吸附能力并加快了氧化还原动力学过程。电化学测试表明CuCo2S4表现出较小的峰间电位分离（I−/I3−为0.174 V）和较低的电荷转移电阻（1.75Ω cm2）。组装后的SIFB在20mA cm⁻²下可实现0.29V的窄电压差，50次循环测试中保持62%-66%的稳定EE，并具备优异的长期稳定性（400次循环后效率仍≥70%）。

第一作者：罗坚&韩明君 通讯作者：李洁教授 通讯单位：中南大学 工作简介 近日，中南大学李洁教授团队在Energy Storage Materials发表研究论文，报道了一种基于结构稳健型多金属氧酸盐（Polyoxometalates, POMs）负极液的宽温域水系氧化还原液流电池体系。该研究选用具有稳定 Keggin 结构的 H3PW12O40（{PW12}）作为负极活性物种，提出了一种基于活性分子自身结构稳定性的设计思路。利用{PW12}多酸团簇稳定的金属–氧骨架，实现了无需额外添加剂调控条件下水系液流电池在 −10 ℃至70 ℃温度范围内的稳定运行。通过电化学测试、多尺度结构表征以及理论计算，研究系统分析了{PW12}负极液在不同温度和氧化还原状态下的电化学行为与结构演变特征，揭示了其宽温运行过程中保持结构稳定性的原因。基于该{PW12}负极液构建的液流电池在不同温度条件下均表现出良好的循环稳定性，为宽温域水系氧化还原液流电池体系的构建提供了新的材料选择。 相关成果以“Structurally Robust Polyoxometalate Negolytes for Aqueous Redox Flow Batteries Operating from −10 to 70 ℃”为题发表在Energy Storage Materials期刊上。 感谢中南大学李洁教授团队（第一作者：韩明君）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》 研究背景 全球向低碳能源体系转型的进程正在加速推动风能、太阳能等可再生能源大规模并入现代电力网络。然而，可再生能源固有的间歇性特点会导致电力输出产生较大波动，对电网稳定性和能源管理提出了挑战。因此，长时储能（Long-duration Energy Storage, LDES）技术对于缓解可再生能源波动、保障可再生能源电力可靠利用具有重要意义。值得注意的是，最丰富的可再生能源资源通常位于干旱和沙漠地区，而这些区域的光伏系统经常暴露于极端温度环境中。夏季白天的地表温度可能超过70 ℃，而冬季则可能降低至−30 ℃，昼夜温差可达到20~40 ℃。如此剧烈的温度波动对储能系统提出了严格要求，既需要体系在低温下保持快速离子传输能力，也需要其在高温下具备较高的化学稳定性。因此，开发能够在宽温度范围内稳定运行的储能体系，是实现可再生能源高效利用的重要技术问题。 除极端温度对电化学过程带来的影响外，为维持储能系统稳定运行，通常还需要额外的热管理设施，包括加热、冷却、保温以及温度控制系统等。这些辅助设备不仅增加了系统复杂性，同时会消耗额外能量，并提高整体运行成本。因此，开发具有本征宽温适应能力的电解液体系，不仅有助于提高系统运行可靠性，也有利于提升大规模储能系统的技术经济性能。 为了实现不同环境条件下的稳定储能，研究人员已经针对多种具有宽温适应能力的电化学储能体系开展了大量研究，包括锂离子电池、钠离子电池、水系锌离子电池以及氧化还原液流电池等。在这些技术路线中，水系氧化还原液流电池（Aqueous Redox Flow Batteries, ARFBs）由于具有较高安全性、较长循环寿命以及能量容量与功率容量相互独立的特点，被认为是适用于大规模固定式储能的重要候选体系。然而，温度变化对电解液体系的影响仍然是限制ARFB实际应用的重要因素之一。作为目前商业化程度较高的ARFB体系之一，全钒液流电池（Vanadium Redox Flow Battery, VRFB）仍受到活性物种温度依赖性稳定性的限制。低温条件下，V2+容易形成VSO4沉淀（低于10 ℃），而高温条件下，V5+则容易形成V2O5沉淀（高于40 ℃）。这些沉淀过程会导致活性物质损失并增加副反应，从而严重限制VRFB在温差较大或气候变化明显地区的应用。 目前，研究人员发展了多种添加剂策略以提高VRFB的温度适应性。例如，引入溴离子构建钒–溴双活性体系（V–Br RFB），通过调节钒物种的溶剂化结构，使其运行温度范围扩展至−10~50 ℃。此外，通过混合强酸体系（HCl和CF3SO3H）调控电解液溶剂化化学，也能够实现最高50

通讯作者：王庆 通讯单位：新加坡国立大学 DOI：10.26434/chemrxiv.15005145/v1 工作简介 本文报道了一种基于VFB运行过程中甲醇介导的催化再平衡的在线容量恢复策略。作为一种紧凑的化学电子载体，甲醇在完全氧化时每个分子可提供6个电子，具有较高的重量电子密度和较低的材料成本。作者团队将甲醇负载的Pt/C侧支流反应器与VFB电解质回路集成，以减少过量的VO2+并重新平衡电解质价态。光谱分析证实，在测试条件下实现了定量转化且未检测到残留的甲醇衍生有机物种。每当容量保持率降至约95%时，系统即触发在线恢复机制，并在连续运行30天期间多次将容量恢复至初始值的99%以上。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 在实际的VFB电池电堆中，容量衰减主要与两类电解液失衡相关。第一类是由于钒离子交叉迁移、水分渗透以及由此导致的正极电解液与负极电解液储罐之间体积或浓度偏移引起的物理失衡。由于两种电解液均含有钒化合物，此类失衡通常可通过电解液重新混合或采用自动监测系统进行液压再平衡来部分或完全纠正。第二类是因总钒含量平均价态变化引起的化学失衡。具体而言，由于负极电解液中V²⁺/V³⁺反应的氧化还原电位较低（-0.25V vs SHE），负极处的HER以及密封不严导致的氧气渗入均可使电解液平均价态升高，从而使过量的VO2+积聚于正极电解液中，导致SOC失衡进而引发容量衰减。与交叉迁移引起的失衡不同，氧化价态偏移无法通过简单混合两种电解液来纠正，因为会损失还原当量；需要通过法拉第过程向氧化态电解液提供电子和质子以恢复其容量。 核心内容 图1.选择甲醇作为高电子密度还原剂用于催化VFB容量回收 甲醇介导的催化再平衡可行性首先取决于：在VFB溶剂中的强酸性条件下，甲醇氧化是否在热力学上能够还原VO2+；以及该反应能否在合适的催化剂上以实际速率进行。VO2+/VO2+体系的较高电位（约高出1V）为甲醇氧化提供了强大的驱动力。在已报道的催化剂中，Pt/C催化剂能提供快速氧化反应所需的甲醇活化表面。在测试条件下，VO2+/VO2+体系的循环伏安曲线显示其表观氧化还原电位为1.04V（相对于标准氢电极），而甲醇在3M H2SO4中于Pt/C催化剂上的氧化反应起始电位低于0.60V（相对于标准氢电极）。由此产生的超过400mV的电位差为自发性VO2+介导的甲醇氧化提供了驱动力。然而与甲醇不同，乙二醇的完全氧化需要C–C键断裂，并可通过多个部分氧化中间体进行，在酸性催化条件下实现完全电子利用的动力学要求更高。 图2.甲醇介导的VO2+还原反应的光谱验证与实时监测 紫外–可见（UV-Vis）光谱法显示随着甲醇用量增加，与VO2+相关的特征吸收峰增强，表明VO2+逐步转化为VO2+。吸光度–用量关系进一步证明该转化过程符合预期的甲醇化学计量关系。根据六电子甲醇氧化反应计算得出的完全还原VO2+为VO₂⁺所需的理论甲醇量与实测光学响应值一致。同时，若电解液中残留甲醇或部分氧化有机物，则Pt/C侧支流化学再平衡过程的优势将受到削弱。 时间分辨光谱显示在Pt/C催化剂作用下，VO2+逐步还原为VO2+的过程呈现连续演变。然而，在动态转化过程中，单个波长处的吸光度并未随VO2+/VO2+的比例线性变化。非线性现象在钒复合物中是预期结果，因为VO2+、VO2+以及可能存在的混合价态或关联物种都会产生重叠的光谱特征。 校准后，归一化转化率随反应时间几乎呈线性增长，并在165分钟内达到理论甲醇限制转化率的约99.8%，表明在测试条件下引入的甲醇电子当量得到了高效利用。线性的转化率–时间关系进一步表明在此反应范围内，转化过程相对于VO2+/VO2+组成的体系呈现明显的零级反应特征，表明反应速率并非主要受瞬时VO2+浓度限制，而是主要由固定床反应器中可用的催化表面积及电解质与催化剂的接触程度所决定。 图3.使用甲醇介导的催化再平衡法对VFBs进行在线产能恢复 催化化学过程被转化为支流架构的全电池运行。该反应器并非接入主电化学电堆，而是连接至电解质储罐。这种配置使得甲醇可在副罐中加入，并在支流中发生VO2+还原反应；同时，二氧化碳被释放到电堆外部，而回收的电解液经过完全还原和催化处理后则返回主循环路。 该演示采用批次支流回收方案：当容量保持率降至约70%时，将所有已充电的电解液注入副罐，并在Pt/C副罐中根据容量损失量（VFB容量的30%）及每个甲醇分子可发生的6个电子转移反应。处理后的电解液在回收过程完成后重新回注至主电解液罐。处理后容量几乎恢复到其原始值，此过程重复了五次。实验结果表明该方法并非简单的单次化学校正措施，而是一个可循环应用的流程，每当运行过程中出现氧化失衡时均可采用。这种方案构成了长期且可重复的电池容量维护策略。容量恢复实验表明：通过根据更大程度的容量损失调整甲醇用量，甲醇介导的催化再平衡策略仍能有效恢复电池容量。结果充分证明该物质对特定工况具有高度适应性，并表明该再平衡工艺能够有效缓解不同程度的电解质失衡问题。 电压曲线清晰显示在性能衰减开始前，电池呈现预期的充放电曲线特征，表现为较高的可利用容量；随着容量损失的发生，放电曲线显著下降，表明部分电解液容量已无法被利用。通过实施甲醇介导的催化再平衡处理后，放电容量得以恢复，证实了该处理方案能有效重建可用的电解液平衡状态。进一步分析电压曲线可见极化值逐渐升高，此现象在长期使用过程中持续存在。这种极化值的渐进性增加更可能与电池老化过程相关，例如碳毡表面演变、润湿特性变化、电阻增大或膜/电极污染等因素所致，而非电解液价态失衡未解决所致。 1.5M VFB电池持续运行时同时使用了20mL正极电解液和负极电解液；当容量损失超过约5%时，系统会自动启动在线恢复程序：将1mL已充电的正极电解液支流至旁路反应器，经甲醇处理后重新注入电池组。整个过程电池持续进行循环放电，无需执行暂停–恢复–重启流程。实验表明，在完成10次在线恢复循环及连续运行30天后，电池容量保持率仍高于99%。相比之下，未实施恢复处理的对照电池则呈现持续容量下降趋势。 核心结论 本研究证明了甲醇介导的催化再平衡是一种在常温条件下有效的在线策略，可用于恢复因氧化价态漂移导致的VFB容量损失。该配置将甲醇添加、催化转化及二氧化碳释放与电池循环过程分离，为可控电解质再平衡提供了实用途径。光谱分析证实了甲醇添加量依赖性的VO2+向VO2+的转化，在测试条件下残留的甲醇衍生有机物种可忽略不计。运行中紫外–可见监测表明在165分钟内甲醇限制下的转化率可达99.8%，表观零级行为表明可通过催化剂负载量和反应器优化来加速恢复动力学。在全电池测试中，即使经历严重性能衰减后，电池容量仍能在45天的运行周期内通过五次循环反复恢复至约70%的容量水平。而且，在使用1.5M钒电解液时，经过连续30天不间断循环的十次在线恢复测试，电池容量始终能从初始值的约95%稳定回升至99%以上。结果证实甲醇介导的催化再平衡机制是钒液流电池电解质生命周期管理的一种极具前景的策略。

第一作者：陈柳委 通讯作者：曾义凯 通讯单位：西南交通大学 DOI：10.1016/j.jpowsour.2026.240901 感谢西南交通大学曾义凯团队（第一作者：陈柳委）校稿！ 工作简介 本文提出了一种微波驱动的超快合成方法：无需任何外加还原剂，即可在10秒内实现铋盐的原位还原，并将均匀分布的金属铋纳米颗粒（约30nm）沉积于碳纤维表面。所得铋改性碳布电极在280mA cm-2下的EE达83.1%，高于原始碳布电极的72.8%；同时该电极在280 mA cm-2下经2500次循环后，电解液重新平衡后的VE仍保持初始值的99%。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》 研究背景 近年来，学界普遍认识到原始碳基材料（如石墨毡和碳布）表面具有电化学惰性且缺乏足够的催化位点，因此需要通过定向表面改性来提升其在钒氧化还原反应中的活性。常见的活化方法包括热退火、化学功能化处理（例如通过酸或碱处理接枝含氧基团）、杂原子掺杂以及金属或金属氧化物沉积。在金属改性领域，Bi因对V²⁺/V³⁺氧化还原过程表现出优异的本征催化活性而备受关注，尤其在VRFB负极性能提升方面效果显著。此外，铋材料在析氢反应中具有极高的过电位，能有效抑制HER，同时兼具低成本、低毒性和环境友好性等优势。然而，传统的铋改性电极制备方法（如水热合成、电沉积及浸渍还原法）普遍存在流程复杂、能耗高且处理时间长（通常需数小时至数十小时）等缺陷。此外，所得催化剂常存在颗粒尺寸分布不均、与碳载体界面附着力弱等问题，难以满足实际使用条件下的长期稳定性要求。因此，开发一种快速、高效且可规模化制备均匀分散、牢固锚定的铋基催化剂的方法，对于推动VRFB技术的实际应用至关重要。 核心内容 1.形貌与结构表征 图1.MW-Bi/TCC电极：(a)显示碳纤维上纳米颗粒分布的SEM图像及对应的碳C和Bi元素EDS分布图；(b)低倍率SEM图像；(c)纳米颗粒直径分布直方图 高分辨率SEM图像显示铋纳米颗粒在碳纤维表面分布高度均匀，平均粒径约为30nm，界面清晰分明，未见明显团聚现象。EDS元素分布图分析进一步证实铋元素信号均匀分散于纤维骨架表面，与碳基底的形貌高度吻合。 图2(a)MW-TCC与MW-Bi/TCC的拉曼光谱及(b)XRD谱图；(c)MW-Bi/TCC的XPS扫描光谱；(d)MW-Bi/TCC的高分辨率Bi 4f能谱；(e)Bi-C-O体系Ellingham图 CC、TCC、MW-TCC及MW-Bi/TCC的拉曼光谱分别在约1350cm⁻¹和1580cm⁻¹处显示出特征性的D带与G带。强度比（ID/IG）分别为0.99、1.19、1.34和1.40，表明热氧化与微波等离子体处理可逐步但适度地引入表面缺陷；尖锐G带的持续主导地位证实石墨基框架仍保持结构完整性。结果表明MW-Bi/TCC中XRD峰的展宽源于Bi纳米颗粒的存在及适度的碳结构无序性，而非严重的结构损伤。 XRD测试结果中，与MW-TCC相比，MW-Bi/TCC中(002)和(100)峰的强度显著降低且明显宽化，可能与铋纳米颗粒的存在以及热处理步骤引起的微观结构扰动有关。MW-Bi/TCC中位于27.2°、37.9°、39.6°和45.7°处的明显衍射峰分别对应金属铋的(012)、(104)、(110)和(006)晶面，证实了金属铋的成功沉积；其中(012)衍射峰强度最高，表明该晶面暴露程度最为显著。 XPS证实了Bi成功沉积在碳纤维表面。而且，MW-Bi/TCC样品的高分辨率Bi 4f谱可解析为一个自旋轨道双峰，分别位于157.3eV（Bi 4f7/2）和162.6eV（Bi 4f5/2），表明碳纤维表面的铋已成功还原至金属状态。 XRD和XPS分析共同证实在采用微波法且不使用任何外部还原剂制备的MW-Bi/TCC电极中，铋主要以金属态存在。Bi-C-O体系的Ellingham图表明在约300°C以上时，碳对氧的亲和力强于铋，因此在惰性气氛下碳还原Bi2O3在热力学上是自发反应。然而，在常规平衡加热条件下，Bi2O3与碳之间的固–固反应动力学极为缓慢，导致热力学上有利的还原过程难以进行。相比之下，微波诱导的“等离子体冲击”机制则充分利用了这一热力学驱动力。在微波辐照下，碳布表面触发弧光放电（见补充视频S1），数秒内即可产生极高的局部温度，并形成富含高能电子和活性物种的高度非平衡等离子体环境。碳基底作为原位还原剂，直接将Bi³⁺还原为金属Bi，无需任何外加还原剂。这一过程受益于热力学驱动力与等离子体增强反应动力学的协同效应。   2.电化学性能评估 图3.MW-TCC与MW-Bi/TCC电极的电化学表征 LSV结果表明原始MW-TCC电极在-0.4V（vs.SCE）以下表现出可测量的还原电流，该电流在-0.6V附近急剧上升，在-1.0V时达到-370mA cm−2的电流密度，表明存在明显的固有析氢活性。而且，VRFB阳极的工作电位（V2+/V3+≈−0.48V，相对于SCE）处于MW-TCC上HER的起始区域，表明在实际充放电循环过程中，TCC上不可避免地会发生HER，导致CE降低、电解液pH值失衡以及气体析出。相比之下，MW-Bi/TCC的HER起始电位显著向更负的方向偏移，降至−0.75V以下；在−1.0V时的电流密度仅为约−30mA cm⁻²，不到MW-TCC的9%。HER的显著抑制明确证明，铋元素的引入显著提高了HER的过电位。 CV显示MW-Bi/TCC的阳极峰电流（Ipa）达到25mA cm⁻²，高于原始MW-TCC的7mA cm⁻²。此外，MW-Bi/TCC表现出更尖锐的阴极峰及更小的峰电位差（ΔEp），表明反应可逆性与电荷转移动力学均显著增强。 此外，MW-Bi/TCC的Cdl值为4.38mF cm⁻²，高于原始MW-TCC的值（1.37mF cm⁻²）。铋掺入后Cdl的显著升高清楚表明有效反应界面大幅扩展，为V₂⁺/V₃⁺氧化还原对提供了丰富的活性位点。EIS测试显示原始MW-TCC的Rct约为2.14Ω；而MW-Bi/TCC下降至1.08Ω，表明铋催化剂有效促进了界面电子转移，有效地降低了V2+/V3+氧化还原反应的活化能势垒。   3.单电池性能 图4.采用MW-TCC和MW-Bi/TCC电极的VRFBs性能 单电池结果明确显示MW-Bi/TCC具有更优性能。在所有测试电流密度下，MW-Bi/TCC电池的VE和EE均显著高于原始MW-TCC电池：例如在280mA cm⁻²下，MW-Bi/TCC电池的VE达到84.2%，而原始MW-TCC电池仅为74.2%，提升了约10%。电池的EIS结果表明MW-Bi/TCC的高频半圆显著减小，其Rct为91.6mΩ，比原始MW-TCC的238.5mΩ降低了超过61%，证实铋改性能有效提升V2+/V3+的电化学动力学性能。 图5.长期循环稳定性 基于MW-Bi/TCC的电池在280mA cm⁻²下连续进行了2500次循环。初始VE为84.23%，经过第2500次循环附近的最终再平衡后，VE仍保持在83.42%，保持率达99%。电压效率的最小损失证实了MW-Bi/TCC电极在长时间高速运行期间表现出独特的结构和催化稳定性。 核心结论 本研究证实了通过超快微波诱导等离子体放电工艺制备用于VRFB阳极的铋改性碳布（MW-Bi/TCC）具有可行性。其核心突破在于能在约10秒内原位形成催化用铋金属纳米颗粒，彻底避免了传统方法所需的长时间热退火处理。表征结果表明MW-Bi/TCC具备优异的催化结构，可显著提升V2+/V3+氧化还原反应动力学，并有效抑制HER。全电池测试显示在280mA cm-2下，该电极EE达83.1%，在2500次循环中表现出卓越的循环稳定性。这种方法的主要优势在于，其有望将电极的高性能与耗时耗能的热处理工艺解耦。尽管本研究仅为实验室规模的概念验证，但表明微波等离子体合成法是一种独特且极具前景的替代方案。