近日，我院陈嘉嘉教授课题组在团簇材料水系液流电池研究中取得新进展，相关研究成果“POM Anolyte for All-anion Redox Flow Batteries with High Capacity Retention and Coulombic Efficiency at Mild pH”发表于《先进材料》（Advanced Materials，DOI: 10.1002/adma.202107425）。
多金属氧酸盐（polyoxometalates，POMs）是一类由过渡金属与氧原子共价连接自组装形成的、介于原子/分子与宏观物质之间的多核聚集体，具有确定的原子组成和化学结构，因而可以作为面向大规模储能体系的液相电对“构效关系”研究的理想模型。在该工作中，{BW12}团簇材料在弱酸至弱碱条件下均表现出高度可逆的两电子氧化还原能力、高电子转移速率和扩散系数，适用于构筑全阴离子型氧化还原电对的液流电池。由于{BW12}、I-和[Fe(CN)6]4-等阴离子电对无法渗透Nafion阳离子交换膜，在长循环寿命下其电池库伦效率稳定早在99.8%以上，300圈循环寿命测试其容量保持率高于95%，并通过原位流动薄液层拉曼技术对团簇材料在工况条件下的结构变化进行了跟踪和解析。该工作实现了团簇材料的设计合成，建立了适用于流动体系的新型工况谱学表征技术，为高性能液流电池的研发提供了新思路。
论文第一作者是博士后杨乐，硕士研究生郝亚辉参与了性能表征，博士研究生林建德进行了理论计算，博士研究生李科和罗思恒进行了原位拉曼表征和数据分析。任斌教授和刘国坤教授对拉曼表征和数据分析进行了细致的指导工作。该工作得到国家自然科学基金创新研究群体等项目（22021001、21975211、21773192、22072117）及中央高校基本科研业务费（20720190035）等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202107425
