A Stable, Low Permeable TEMPO Catholyte for Aqueous Total Organic Redox Flow Batteries

氧化还原 流动电池 水溶液 电化学 质子化 电解质 化学 无机化学 离子 有机化学 电极 物理化学
作者
Bo Hu,Maowei Hu,Jian Luo,Tianbiao Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (8) 被引量:98
标识
DOI:10.1002/aenm.202102577
摘要

Abstract Aqueous organic redox flow batteries (AORFBs) are highly attractive for large‐scale energy storage because of their nonflammability, low cost, and sustainability. (2,2,6,6‐Tetramethylpiperidin‐1‐yl)oxyl (TEMPO) derivatives, a class of redox active molecules bearing air‐stable free nitroxyl radicals and high redox potential (>0.8 V vs NHE), has been identified as promising catholytes for AORFBs. However, reported TEMPO based molecules are either permeable through ion exchange membranes or not chemically stable enough for long‐term energy storage. Herein, a new TEMPO derivative functionalized with a dual‐ammonium dicationic group, N 1 , N 1 , N 1 , N 3 , N 3 , 2, 2, 6, 6‐nonamethyl‐ N 3 ‐(piperidinyloxy)propane‐1,3‐bis(ammonium) dichloride ( N 2 ‐TEMPO ) as a stable, low permeable catholyte for AORFBs is reported. Ultraviolet–visible (UV–vis) and proton nuclear magnetic resonance ( 1 H‐NMR) spectroscopic studies reveal its exceptional stability and ultra‐low permeability (1.49 × 10 −12 cm 2 s −1 ). Coupled with 1,1′‐bis[3‐(trimethylammonio)propyl]‐4,4′‐bipyridinium tetrachloride ((NPr) 2 V) as an anolyte, a 1.35 V N 2 ‐TEMPO /(NPr) 2 V AORFB with 0.5 m electrolytes (9.05 Wh L −1 ) delivers a high power density of 114 mW cm −2 and 100% capacity retention for 400 cycles at 60 mA cm −2 . At 1.0 m electrolyte concentrations, the N 2 ‐TEMPO /(NPr) 2 V AORFB achieves an energy density of 18.1 Wh L −1 and capacity retention of 90% for 400 cycles at 60 mA cm −2 .
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
领导范儿应助勇往直前采纳,获得10
1秒前
愤怒的鲨鱼完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
山丘完成签到,获得积分10
2秒前
月月鸟完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
愉快竺发布了新的文献求助20
4秒前
4秒前
wms发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
沉默的冬寒完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
南山无梅落完成签到 ,获得积分10
6秒前
苗条小霸王完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
深情安青应助q792309106采纳,获得10
9秒前
小冯完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
可爱紫文完成签到 ,获得积分10
10秒前
wq发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
潘忠旭完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
莫止完成签到,获得积分10
16秒前
星辰完成签到,获得积分10
16秒前
坦率的语芙完成签到,获得积分10
17秒前
勇往直前发布了新的文献求助10
17秒前
曲奇饼干发布了新的文献求助10
17秒前
Jeffery426完成签到,获得积分10
18秒前
harlind发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
q792309106完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
舟遥遥完成签到,获得积分10
20秒前
johnwick发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
友好胡萝卜完成签到,获得积分20
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603567
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688515
关于积分的说明 14854346
捐赠科研通 4693603
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540859
邀请新用户注册赠送积分活动 1507072
关于科研通互助平台的介绍 1471806