水系有机液流电池中分子体系研究进展

作为一种极具潜力的大规模储能设备，氧化还原液流电池（redox flow batteries,RFBs）近十年来发展迅速。与传统水系无机RFBs（以钒、锌、铁、卤素等无机离子为氧化还原活性分子）相比，水系有机氧化还原液流电池（aqueous organic redox flow batteries,AORFBs）的电化学活性分子种类更多、来源更广，AORFBs已成为RFBs领域中的研究热点。此外，有机分子所具有的结构易修饰、电化学窗口灵活可调的优势，使AORFBs有望突破传统水系RFBs的功率和能量密度。然而，目前有机分子的稳定性差和溶解度低等问题使AORFBs的实际寿命和运行成本仍无法与钒液流电池的相比。为此，研究者们做了大量工作，本文综述了5类常见的AORFBs体系的研究进展，分别为以有机金属配合物、氮氧自由基、醌类化合物、紫精衍生物和有机聚合物作为活性分子构成的AORFBs体系；总结了各类AORFBs分子体系的特点和待解决的科学问题，并对未来AORFBs的发展方向进行了展望。