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編者按：太陽能和風能是可持續(xù)、環(huán)境友好型能源，人們廣泛認為它們是化石燃料的替代品，但這種能源都只是短暫可用的。兩種能源應(yīng)用都需要價格高昂、性能極高的儲能技術(shù)條件。

水溶性有機氧化還原流動電池，被稱為“AORFBs”，為大規(guī)模的儲能提供了一種很好的解決方案，但該方案仍然存在著局限性。在2018年10月25日在線發(fā)表的一項分子工程研究中，猶他州立大學化學家在“”Joule報告了解決這些局限性的方法。

本論文的主要作者猶他州立大學博士后Jian Lu和博士生Bo Hu，研究生Yu Zhao, Bing Yuan, Maowei Hu and Wenda Wu和導師Tianbiao (Leo) Liu，以及中國海洋大學和青島科技大學的同事一起，報道了一種新策略來提高水溶性有機氧化還原流動電池的儲存能力，安全和性能。

該小組的研究得到猶他州立大學，和猶他州科學技術(shù)研究倡議大學贈款的支持。

猶他州立大學化學和生物化學系助理教授Liu說：“我們以前發(fā)現(xiàn)K4[Fe(CN)6]在pH中性溶液中化學穩(wěn)定，但在堿性溶液中化學不穩(wěn)定。然而，K4[Fe(CN)6](0.76M)的溶解度相對較低，這對流動電池的應(yīng)用是一個挑戰(zhàn)。”

Liu在這篇論文中提到，研究小組報告了一個簡單的替代公式，它通過用更親水的銨離子(NH4 )代替鉀陽離子(K )，顯著地提高了亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]的溶解度。

Liu說：“新設(shè)計的 (NH4)4[Fe(CN)6] 作為正極電解質(zhì)，在水中的溶解度可達1.6M，是K4[Fe(CN)6]的兩倍。此外，(NH4)4[Fe(CN)6]具有較高的溶解度，也表現(xiàn)出了更好的電導性，從而提高了流動電池的能量效率和動力性能。”

此外，研究小組發(fā)現(xiàn)，使用銨進行電荷轉(zhuǎn)移的速度比鉀快，這進一步提高了電池的能效和動力性能。該團隊最近報道，當與一種名為(SPr)2V的紫精陽極電解質(zhì)配對時，有一個24.1 Wh/L (NH4)4[Fe(CN)6]/(SPr)2V流動電池在1000次循環(huán)中提供了極高的循環(huán)穩(wěn)定性，這是迄今為止已報道的最穩(wěn)定的流動電池。

Liu說：“這種電池還提供了72.5mW/cm2的高功率密度。這種高性能流動電池是一種低成本的材料，因此它將是非常有吸引力的實際儲能應(yīng)用。”