【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部(DNL17)李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)在低溫鋅溴液流電池研究方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)揭示了絡(luò)合劑水合作用對多溴化物低溫相穩(wěn)定性及鋅沉積行為的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，并通過調(diào)控季銨鹽溴絡(luò)合劑陽離子水合作用，抑制了多溴化物絡(luò)合物的低溫液—固相變與負(fù)極鋅向膜內(nèi)生長現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了鋅溴液流電池在低溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
 

　　鋅溴液流電池具有安全性高、成本低、能量密度高等優(yōu)勢，在分布式儲能領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。溴絡(luò)合劑作為鋅溴液流電池中不可或缺的組分，能夠與充電過程中生成的溴(Br2)物種發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成多溴化物油相，進(jìn)而抑制溴的跨膜擴(kuò)散，并降低其揮發(fā)性和腐蝕性。然而，低溫環(huán)境(小于0°C)會引發(fā)鋅溴液流電池多溴化物油相優(yōu)先發(fā)生相變，導(dǎo)致離子電導(dǎo)率急劇下降與流道堵塞，進(jìn)而加劇放電極化并阻礙活性物質(zhì)的供給，給電池在工況下穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。
 

　　本工作提出了一種溴絡(luò)合劑水合作用調(diào)控策略，可提高多溴化物油相在低溫條件下的液相保持能力，并降低電池內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，具有較強(qiáng)水合能力的溴絡(luò)合劑不僅能夠向多溴化物油相中引入適量水從而降低其相變溫度，還可通過提升多溴化物在水相中的溶解度，抑制金屬鋅向隔膜內(nèi)部的生長現(xiàn)象。基于此，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成出新型溴化1-[2-羥乙基]-1-甲基吡咯烷絡(luò)合劑，可使鋅溴液流電池在高電流密度條件下具有優(yōu)于傳統(tǒng)溴絡(luò)合劑體系的循環(huán)壽命，在200 mA cm−2充電和80 mA cm−2放電條件下，循環(huán)壽命由約800次提高至4000次以上；同時，提升了低溫適應(yīng)性，在−20 °C、40 mA cm−2條件下的穩(wěn)定運(yùn)行時間由不足10 h延長至700 h以上。本研究為長壽命低溫鋅溴液流電池高性能溴絡(luò)合劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新思路。
 

　　上述成果以“Long-Life Zinc–Bromine Flow Batteries with Low-Temperature Operation Enabled by Hydration Modulation of Complexing Agents”為題，發(fā)表在《美國化學(xué)會志》(Journal of the American Chemical Society)上。該工作的共同第一作者為我所DNL17博士研究生程韜和王碩副研究員。上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青促會、中國科學(xué)院長時大規(guī)模儲能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究項(xiàng)目等資助。(文/圖 尹彥斌、程韜)
 

　　引用：我所提出調(diào)控溴絡(luò)合劑水合作用實(shí)現(xiàn)鋅溴液流電池低溫穩(wěn)定運(yùn)行 大連化學(xué)物理研究所 【引用時間：2026年10月7日】