2021年02月23日，深圳大学化学与环境工程学院陈宏宁助理教授团队在期刊《ChemSusChem》（影响因子7.962，中科院JCR 1区， TOP期刊）上发表了题为《Organic Multiple Redox Semi-Solid-Liquid Suspension for Li-Based Hybrid Flow Battery》的研究论文。该团队张学峰硕士研究生为第一作者，陈宏宁助理教授为通讯作者。深圳大学为唯一单位和唯一通信单位，该团队一直关注在高能量密度电池系统领域。

锂基混合液流电池因其高电压与高灵活性等特点，一直以来被看做一种十分有前景的储能技术，然而，其正极液体积比容量较低和成本较高等缺点限制了它在更多领域的应用。本文提出了一种有机多重氧化还原半固态半液体悬浮液（MRSSL）的概念，通过同时利用悬浮液中液相和固相中的低成本有机活性物质，从而极大的提高了正极液体积比容量。同时，本文还采用了间歇流动的方法，证实了该悬浮液的实用性。（如图）

本文采用高稳定性的甲基吩噻嗪（MPT）作为固相活性物质，高溶解度的四甲基哌啶-1-氧基 自由基（TEMPO）作为液相活性物质，第一次展示了有机多重氧化还原半固态半液体悬浮液的概念。因为MPT和TEMPO的反应电位十分接近，使得该电池体系中固液两相的电位差十分小（<0.1 V），提高了能量效率，并实现了3 V的电池电位和260 Wh L-1的能量密度。

此外，由于固相的MPT和液相TEMPO之间的协同作用，使得该有机MRSSL悬浮液的粘度相比于单相的悬浮液减少了很多，这对于减少半固态悬浮液在流动过程中的流动阻力和泵损失有着极其重要的意义。而且由于液相中存在更多的自由离子，使得该体系的功率密度也得到了提升。本文所提出的有机多重氧化还原半固态半液体悬浮液的概念，使得其他更多的低成本、高稳定性的有机活性物质用于液流电池提供了可能，是一种十分有前景的高能量密度液流电池方法。

这项工作得到了国家自然科学基金、深圳大学新进教师启动基金的支持。

原文链接：

https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cssc.202100094