近年来,储能技术的飞速发展极大地提高了可再生能源的利用率,从而导致以风能和光伏发电为代表的可再生能源发电系统成本的快速下降,为实现可再生能源的有效利用提供了一种有效的途径。
减少化石能源的使用并减少碳排放。
。
水基液流电池作为可再生能源存储的后起之秀,可以将电能转化为化学能进行存储,具有很高的安全性,非常适合大型储能系统的应用。
最近,浙江科技大学化学系的季云龙博士发表了一篇封面文章“在近中性pH值下具有长寿命的仿生氨基酸功能化的吩嗪流通电池”。
(Angew.Chem.Int.Ed。
)作为国际权威杂志“ Angew.Chem.Int.Ed”。
的相应作者。
。
,2020,DOI:10.1002 / anie.202014610)。
这项研究主要是开发新型仿生设计的水溶性吩嗪化合物,该化合物可应用于水性有机液流电池系统,并具有出色的稳定性。
氨基酸是蛋白质的基本单位,是正常代谢和维持生命的基本物质。
通过折叠和组装,形成了蛋白质的特定分子结构,使其具有生物活性。
研究人员创新地使用了多种天然来源的氨基酸作为官能团,并通过简单的一步偶联反应合成了一系列具有双电子转移中心的水溶性吩嗪衍生物(AFP)。
利用氨基酸的供电子特性,降低其氧化还原电位,扩大液流电池的工作电压范围;利用氨基酸的天然水溶性特征进一步提高液流电池的能量密度。
本研究报告的水基液流电池在长期恒压充放电循环中表现良好,容量衰减极低(每圈0.000002%,每天0.0015%),这意味着这种液流电池系统具有较长的时间在充电和放电状态下,每年仅显示0.5%的衰减,在水基储能系统中具有很强的应用价值。
这项研究的结果表明,氨基酸功能改性的吩嗪化合物在水基有机液流电池中具有巨大的应用潜力。
本研究提供了一种新的高稳定性水基有机分子结构框架设计策略,为高性能水基液流电池的进一步设计和建设提供了重要的理论依据。
季云龙博士于2015年毕业于中国科学院上海有机化学研究所,先后在亚利桑那州立大学和哈佛大学从事博士后研究。
于2019年11月加入我校理学院化学系,致力于新型有机储能和转化材料的开发以及其设备应用的研究。