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研究概述

鋅-溴液流電池（ZBFBs）作為一種具有高理論能量密度（430 Wh kg^-1）的變革性儲能技術，受到了廣泛關注。

然而，其效率和穩定性長期以來受到威脅，因為多溴陰離子（Br_2n+1^–）的正活性物質在高濃度下會發生嚴重跨膜滲透。

基于此，2024年10月21日，華南理工大學梁振興教授/傅志勇教授/萬凱在國際期刊Advanced Energy Materials發表題為《Homogeneous Complexation Strategy to Manage Bromine for High-Capacity Zinc–Bromine Flow Battery》的研究論文。

在這里，研究人員開發了一種新型高親水性絡合劑，N-甲基-N,N-雙(2-羥乙基)-1-丙胺溴化物（PMDA），以有效地控制均相電解液中的溴，實現了在高運行濃度下低溴滲透。

理論和實驗結果表明，PMDA與Br_2n+1^–相互作用并形成更大尺寸的復合物PMDABr_2n+1。

當添加0.40 M PMDA時，溴在高達1.20 M的高濃度下保持均相，其滲透性顯著降低了74%。

結果表明，ZBFB在均相溴電解液中實現了57.2 Ah L^-1的運行容量記錄，具有約90.0%高庫侖效率和優異的循環穩定性（每循環容量保持率為100.0%）。

這項工作提供了一種創新的溴管理策略，以實現ZBFBs的高容量和優異穩定性。

圖文解讀

圖1：PMDA與Br_2n+1^?的相互作用導致PMDA分子體積增大

圖2：3.0 M ZnBr₂+2.0 M KBr電解液在不同SOCs下的拉曼光譜

圖3：不同添加劑下ZBFB的電化學性能

文獻信息

Homogeneous Complexation Strategy to Manage Bromine for High-Capacity Zinc–Bromine Flow Battery,?Advanced Energy Materials,?2024.

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/10/27/c5f392f1e4/

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