当前位置:主页 > 恒温恒湿箱 >

西湖大学最新研究:用氨基酸降低电池容量衰减

发布日期:2021-11-25 10:54   来源:未知   阅读:

  为满足人类能源需求,发展清洁的可再生能源已是大势所趋。而高效地利用可再生能源,又依赖储能技术的发展。

  记者1月20日从西湖大学了解到,西湖大学理学院特聘研究员王盼课题组及其合作团队利用氨基酸发展了新型仿生设计水溶性吩嗪类化合物,赋予水系有机液流电池体系极低的电池容量衰减。

  该研究提供了一种新型高稳定性水系有机分子结构骨架设计策略,为进一步设计构建高性能水系液流电池提供了重要理论依据。这一最新成果日前作为封面文章发表于《德国应用化学》期刊。

  “作为液流电池的一种,水系有机液流电池使用水作为介质,是具有较高安全性的储能系统。”王盼说,液流电池可以将电能转化为化学能进行储存,它通过活性物质在电极表面发生氧化还原反应来储存和释放能量。

  研究人员介绍,水系有机液流电池的活性材料,来源于自然中储量丰富的碳、氮、氧等元素,这些元素在分子结构上可编辑可调节,能够通过有机官能团得失电子的氧化还原行为,完成化学能与电能的相互转化。

  而有机分子中的多电子转移及其多样的可设计性,赋予了水系有机液流电池独特灵活的优势,使之成为液流电池发展的新趋势。

  “在水系液流电池领域,一系列基于蒽醌、紫罗碱、二茂铁、氮杂芳环等有机结构骨架的分子,已展现了较为良好的性能和应用前景。”王盼说,然而,目前绝大部分研究工作都是基于商业可得的已知功能染料分子;基于吩嗪类有机结构骨架的衍生物,在前序报道中仅有几个例子,均存在水溶性差和不稳定等问题,且该类化合物衰减机理尚不明确。

  该课题组将氨基酸作为功能化基团引入吩嗪骨架,利用氨基酸的水溶性特点及给电子特性,合成了一系列水溶性吩嗪类衍生物(AFP)。之后,研究人员系统地探究了“AFP家族”不同成员——即不同支链及不同位置的氨基酸——对水系液流电池性能的影响。

  “研究表明,1,6-AFP具有稳定的氧化态和还原态;1,8-AFP、2,7-AFP同样具有稳定的氧化态,但其还原态易于发生氢的互变异构,失去氧化还原活性并进一步降解,在电池测试中其容量迅速衰减。”王盼介绍。

  课题组还对该类化合物的衰减机制做了详尽分析。研究发现,明星分子1,6-AFP在pH8,1M电子浓度下,在水系液流电池长时间的恒压充放循环过程中表现优异。

  “在实验测试99天之后,通过核磁及电化学手段并没有观察到任何化学分解。该液流电池具有极低的容量衰减(0.0015%每天),在长时间充放电的状态下,仅表现出每年0.5%的衰减。”王盼说。

  研究人员表示,这是目前所有报道中,水系有机液流电池低衰减的新纪录保持者,在水系储能系统中具有重要应用价值。(通讯员 徐珊 记者 刘园园)

  今天你用网络干了啥?3日中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的第47次《中国互联网络发展状况...

  联合国毒品和犯罪问题办公室2日发布的《全球人口贩卖报告》显示,儿童在被贩卖人口中的占比呈...

  3日,中国互联网络信息中心发布《中国互联网络发展状况统计报告》(以下称《报告》),《报告...

  禤甲军深感惭愧:“我在八小时之外没有健康的爱好,下班之后就开始呼朋唤友,以前是喝酒、唱...

  据“松原发布”微信公众号消息,松原市新型冠状病毒肺炎疫情防控工作领导小组办公室今日(2月...

  据河北省卫健委消息,2月2日0一24时,石家庄市新增新冠肺炎确诊病例1例。目前,对所有追踪到...

  2月2日0时至24时,辽宁省无新增新冠肺炎确诊病例,无新增无症状感染者。无新增治愈出院病例。...

  据河北省卫健委消息,2021年2月2日0—24时,河北省新增1例本地新冠肺炎确诊病例,为石家庄市...

  据吉林省卫健委官方微博消息,2月2日0—24时,吉林全省既往报告的在定点医疗机构集中隔离医学...

  2月2日0时至24时,北京无新增本地确诊病例、疑似病例和无症状感染者;无新增境外输入确诊病例...

  上海市卫健委通报:2021年2月2日0—24时,通过口岸联防联控机制,报告4例境外输入新冠肺炎确...

  2月2日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例25例,其中境外...

  据俄罗斯卫星网报道,当地时间2日,美国太空探索技术公司(SpaceX)用于太空载人远航的“星际飞...

  根据约翰斯·霍普金斯大学的数据,进入2021年后,美国已累计新增10万例新冠肺炎死亡病例。数...

  2021年春运时间为1月28日至3月8日,共计40天。今年春运不同于以往,我国本土疫情多点零星散发...

  2021年2月3日,总台央视记者从黑龙江省卫健委获悉,2021年2月2日0-24时,黑龙江省新增新冠肺...

  美联社刚刚消息,众议院人2日就特朗普弹劾案发表法律简报,对特朗普为什么应被定罪及永...

  综合报道,当地时间2月2日,美国电子商务巨头亚马逊宣布,杰夫·贝佐斯(JeffBezos)今年第三季...

  2月2日,缅甸国防军司令部宣布组建国家领导委员会,主席为敏昂莱大将,副主席为梭温副大将,...

  缅甸军方2日发表声明说,国防军总司令敏昂莱、代总统敏瑞和9名新任命的联邦政府部长当天在首...澳门六和开奖现场直播