吴晓宏课题组研发出高容量、低成本、长寿命水系液流电池

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近日，哈工大化工与化学学院吴晓宏课题组和新加坡国立大学王庆教授在水系液流电池方面取得重要突破，研究成果以《以亚铁氰化锂电解质制成的高容量、低成本水系液流电池》（Lithium Ferrocyanide Catholyte for High-Energy and Low-cost AqueousRedox Flow Batteries）为题发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie InternationalEdition）上。该工作突破了亚铁氰根的溶解度极限，有力促进了亚铁氰根/铁氰根基液流电池的商业化应用。更为重要的是，该活性材料的设计策略可推广至相关水系能量存储技术，以提高能量存储和转换效率。

多种亚铁氰化盐的溶解度和储能容量对比

       液流电池作为大规模能量存储技术，在太阳能、风能等可再生能源的存储与利用中发挥着至关重要的作用。亚铁氰根/铁氰根具有结构稳定、对环境友好、价格低廉等特性，是液流电池中理想的氧化还原活性材料。但是，亚铁氰根/铁氰根溶解度较低，严重限制液流电池的能量密度，成为制约其商业化应用的瓶颈问题。
        针对上述问题，团队在前期研究结果（发表于《焦耳》2019年第3卷，首页码2255）基础上，提出基于分子内/分子间相互作用的分子设计方法，首次获得溶解度高、动力学快、稳定性好的亚铁氰化锂（Li4[Fe(CN)6]）活性物质，室温下其溶解度为2.32摩尔/升，构建的水系锌/铁液流电池具有高容量、低成本、长寿命等特点，在中性和碱性条件下，半电池平均容量保持率接近100%，全电池储能容量分别达到61.64安时/升和56.28安时/升，整体化学成本低至11美元/千瓦时。
        哈工大为论文第一通讯单位。哈工大吴晓宏教授、新加坡国立大学王庆教授为论文共同通讯作者。化工与化学学院博士研究生李晓彤为论文第一作者，姚远副教授为论文共同第一作者。哈工大博士研究生刘宸希、贾鑫、简佳煌、郭宝参与相关研究工作。
       该研究工作获得国家自然科学基金重点项目、黑龙江省头雁团队原创探索基金项目资助。
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202304667
         文章来源：哈工大
      吴晓宏， 哈尔滨工业大学化工与化学学院教授、博士生导师、副院长，长江学者特聘教授，中国青年科技奖特别奖项获得者，国家“万人计划”科技创新领军人才，国防科技“卓越青年”人才，中组部“万人计划”青年拔尖人才，科技部中青年科技创新领军人才和教育部新世纪优秀人才，黑龙江省杰出青年基金获得者。主要从事能量转换材料、极端服役环境材料和器件、表面工程与防护方面的研究工作。作为负责人主持总装备部项目、863、国家自然科学基金等项目30余项。作为第一完成人获得国家技术发明二等奖1项、教育部技术发明一等奖1项、黑龙江省科学技术一等奖（自然类）1项。相关学术成果在Advanced Functional Materials、Journal of Materials Chemistry A，Nanoscale，ACS Applied Materials & Interfaces 等国际刊物上发表SCI收录论文100余篇，已获得国家授权发明专利26项。所获理论研究成果已应用于“风云”系列等卫星关键器件生产中。