水性有机氧化还原液流电池（AORFBs）有望实现安全、可持续和高成本效益的储能应用。然而，开发具有所需稳定性、功率和能量密度的阴极电解液氧化还原分子仍极具挑战性。近日，威斯康星大学Feng Dawei、Li Wenjie通过构建块组装平台合成了一类模拟（2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基）氧基二聚体（i-TEMPOD）的离子液体。

本文要点：

1) 通过系统研究21种i-TEMPOD衍生物，作者发现了最佳的尺寸和电荷特性，这些特性可以防止膜交叉并允许形成盐状态的水。作者使用最佳i-TEMPOD阴极电解液在2 M浓度下实现了AORFB性能的实质性改进。

2) 这些增强包括多个关键指标，包括在96天循环期间没有明显容量衰减的稳健循环稳定性，快速的电化学动力学，并且最大功率密度高达0.325 W m⁻²和47.3 Wh l⁻¹的全电池高能量密度。该分子设计为低成本和可扩展的AORFB铺平了道路。

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Xiu-Liang Lv et.al Modular dimerization of organic radicals for stable and dense flow battery catholyte Nature Energy 2023

DOI: 10.1038/s41560-023-01320-w

https://doi.org/10.1038/s41560-023-01320-w