他，「国家杰青」，大化所副所长，最新Nature Sustainability！

研究概述

全球可再生能源发电能力的增长需要部署具有低成本、高性能和可扩展性相结合的能源存储技术。凭借这些优点，水系有机液流电池有可能成为首选系统，因为其可以存储有机氧化还原活性分子的能量。

基于此，2024年8月28日，中国科学院大连化学物理研究所李先锋（国家杰青）/张长昆、中国科学院长春应用化学研究所李胜海在国际顶级期刊Nature Sustainability发表题为《Air-stable naphthalene derivative-based electrolytes for sustainable aqueous flow batteries》的研究论文。

此项研究表明，萘衍生物作为有机氧化还原活性分子，在液流电池的空气环境中，表现出高溶解度（约1.5M）和稳定的氧化还原活性框架，并且在40天（50 Ah I-1）内没有明显的容量衰减。在文中，作者报告了一种即使在连续的气流下也能平稳运行的电池，且约22天（超过 600 次循环）没有明显的容量衰减。

一系列光谱分析和理论计算表明，二甲胺框架提高了水溶性并保护了活性中心，保证了充放电过程中的分子稳定性。公斤级分子合成的成功，实现了中试规模的堆栈扩展，并且在超过270次循环（约 27天）中具有显著的循环稳定性。

技术经济成本效益分析及其在露天条件下的稳定性，证明了当前分子系统在电网规模储能中的实用价值。

图文解读

图1：萘衍生物的化学和电化学反应及电池性能

图2：电化学循环过程中TANQ的原位核磁共振（NMR）

图3：TANQ在运行过程中的LC-MS和EPR光谱

文献信息

Zhao, Z., Li, T., Zhang, C. et al. Air-stable naphthalene derivative-based electrolytes for sustainable aqueous flow batteries. Nat Sustain (2024). https://doi.org/10.1038/s41893-024-01415-6