水系液流電池由于能量和功率彼此獨(dú)立、安全性高、儲(chǔ)能規(guī)?？烧{(diào)等特點(diǎn)，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。然而活性物質(zhì)在水中存在溶解度極限，制約水系液流電池的能量密度。鐵氰化物/亞鐵氰化物是常見(jiàn)的水系液流電池正極活性物質(zhì)，具有可逆性好、穩(wěn)定性高和原材料成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其溶解度低，因此當(dāng)前急需打破活性物質(zhì)溶解度限制，開發(fā)高能量密度電解液體系。

基于異離子效應(yīng)原理，研究團(tuán)隊(duì)將亞鐵氰化鉀和亞鐵氰化鈉混合物作為正極活性物質(zhì)，成功將鐵氰化物/亞鐵氰化物的溶解度大幅提升至1.62摩爾/升。在正極儲(chǔ)液罐中引入普魯士藍(lán)作為固體儲(chǔ)能材料，利用氧化還原靶向反應(yīng)，進(jìn)一步將正極活性物質(zhì)的理論濃度增加到10摩爾/升，該側(cè)在中性鐵硫液流電池體系中理論能量密度高達(dá)260瓦時(shí)/升。

測(cè)試結(jié)果表明，正極電解液實(shí)際能量密度為92.8瓦時(shí)/升，電池的最大功率密度達(dá)到284.7毫瓦/平方厘米。同時(shí)該體系具有優(yōu)異的高溫性能，在50攝氏度下電池仍能保持良好的循環(huán)穩(wěn)定性，且固體儲(chǔ)能材料的利用率隨著溫度升高逐步增加。中性鐵硫液流電池小電堆的庫(kù)侖效率接近100%。

研究發(fā)現(xiàn)，基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性鐵硫液流電池表現(xiàn)出超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，7000次循環(huán)后，由于固體儲(chǔ)能物質(zhì)持續(xù)釋放容量，電池的容量保持率達(dá)到181.8%。

研究人員表示，該研究設(shè)計(jì)的基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性鐵硫液流電池具有較低的電解液成本，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。