新型電解質(zhì)優(yōu)化方法在液流電池中的應(yīng)用

氧化還原電池（RFB）可大規(guī)模地將間歇式可再生能源集成到電網(wǎng)中。在RFB中，相應(yīng)電解質(zhì)分子在惰性電極上進(jìn)行充放電，通過將電解質(zhì)溶液儲存在單獨(dú)的外部儲存器，可以降低RFB制造及維護(hù)成本?？紤]成本因素，RFB電解質(zhì)一般采用氧化還原活性有機(jī)分子（ROM），雖然采用常用ROM作為電解質(zhì)可滿足RFB的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但是在低陽極電位或高陰極電位時(shí)電池經(jīng)常會出現(xiàn)穩(wěn)定性和循環(huán)壽命低的問題。

為解決上述問題，提出了一種新的電解質(zhì)優(yōu)化方法，以提高電池穩(wěn)定性及循環(huán)壽命。選擇酰基吡啶衍生物作為電解質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，常用?；拎ぱ苌餄M足RFB的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但這種RFB仍存在循環(huán)壽命低的問題，需要對電解質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)。

對?；拎ぱ苌镞M(jìn)行建模。首先將?；拎せM(jìn)行合成，并測量分解速率；然后將每個(gè)分子的電子和空間特性聯(lián)系起來；之后建立數(shù)學(xué)關(guān)系，用數(shù)學(xué)模型預(yù)測新型酰基吡啶衍生物電解質(zhì)的性能，找到性能最好的?；拎ぱ苌锓肿咏Y(jié)構(gòu)；最后預(yù)測相應(yīng)分子合成方法。通過上述方法設(shè)計(jì)出一種新型電解質(zhì)。

對采用新型電解質(zhì)（一種?；拎ぱ苌铮┑腞FB性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：在低陽極電位或高陰極電位時(shí)，電池的穩(wěn)定性和循環(huán)壽命得到極大提高，在200次循環(huán)后電池仍無容量損失；同時(shí)，所提出的電解質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以推廣到其它電化學(xué)裝置的有機(jī)分子衍生物的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

刊名：Journal of The American Chemical Society（英）

刊期：2017年第8期

作者：Christo S.Sevov et al

編譯：徐嘉浩