用于液流电池的明确定义的氧化还原活性超支化聚合物:通过流动化学技术实现自缩合乙烯基共聚

《Angewandte Chemie International Edition》:Well-Defined Redox-Active Hyperbranched Polymers for Flow Batteries: Harnessing Self-Condensing Vinyl Copolymerization by Flow Chemistry

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:Angewandte Chemie International Edition CS6.2

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  他们通过流化学成功合成了具有低分散度(<1.2)的红ox活性超支化共聚物(HBCs),作为红ox流电池的活性材料。HBCs抑制了交叉扩散,提升了电极反应和溶液流变性能,使配备低成本透析膜的电池循环寿命显著延长。

  

图形摘要

我们成功合成了结构明确的、具有氧化还原活性的超支化共聚物,将其作为氧化还原液流电池的活性材料。线圈反应器中的空间筛选效应使得自缩合乙烯基共聚反应中的颗粒分散度降低(小于1.2)。这些共聚物表现出更强的电极反应性能,并抑制了活性物质之间的交叉迁移现象。因此,使用这种低成本透析膜的氧化还原液流电池具有更长的循环寿命。

摘要

随着可再生能源的日益普及,开发大规模储能解决方案变得十分必要,而水基氧化还原液流电池(RFBs)处于这一领域的前沿。尽管这类电池具有潜力,但由于高浓度活性物质导致溶液粘度增加以及活性物质交叉迁移现象导致的快速降解问题,其性能仍面临挑战。在此研究中,我们利用流动化学技术制备了具有氧化还原活性的超支化共聚物(HBCs),这些共聚物显著抑制了活性物质的交叉迁移,并改善了流变性能。流动化学独特的反应机制使得对自缩合乙烯基聚合过程的控制更加高效且与单体种类无关,从而制备出分散度极低的HBCs。这一策略有效提升了HBCs的均匀性,显著减少了活性物质的交叉迁移现象并加快了扩散速率。采用这些HBCs的氧化还原液流电池表现出良好的长期稳定性,为聚合物基技术的实际应用开辟了道路,同时也凸显了流动化学技术在高精度电解质设计中的独特优势。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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