鳳凰網科技訊 12月22日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部（DNL17）李先鋒研究員團隊，在溴基液流電池領域取得關鍵進展，提出并驗證了一種全新的溴基雙電子轉移反應體系，成功解決長期困擾溴基液流電池的腐蝕與壽命問題，并完成鋅溴液流電池的系統級放大驗證。
溴基液流電池因資源豐富、電極電勢高、活性物質溶解度大，一直被視為大規模儲能的重要候選技術。但在傳統體系中，充電過程中生成的大量溴單質（Br?）具有強腐蝕性，不僅侵蝕電極、膜和集流體，還顯著縮短電池循環壽命，迫使系統依賴高成本耐腐蝕材料。現有溴絡合劑方案雖能部分緩解問題，卻往往引入分相結構，增加系統復雜度和運行不穩定性。
針對上述瓶頸，研究團隊引入胺類化合物作為溴清除劑，構建了一條不同于傳統Br?/Br?單電子反應的新路徑。在該體系中，電化學反應生成的Br?會被迅速轉化為溴代胺化合物，使電解液中游離Br?濃度被控制在約7mM的超低水平。這一機制實現了從Br?到Br?的雙電子轉移反應，在提升能量密度的同時，顯著降低了電解液的腐蝕性。
在此基礎上，團隊將該反應體系應用于鋅溴液流電池。實驗結果顯示，得益于Br?濃度大幅下降，單電池可采用傳統非氟離子交換膜（SPEEK）長期穩定運行，為降低系統成本提供了現實路徑。在進一步放大至5kW級系統的測試中，該電池在40mA cm?²條件下連續運行超過700個循環，能量效率保持在78%以上。循環測試前后，電極、集流體及膜材料均未觀察到明顯腐蝕跡象。
研究人員認為，這一成果為構建長壽命、低腐蝕溴基液流電池提供了新的化學反應設計思路，也為鋅溴液流電池在電網級儲能場景中的應用拓展奠定了技術基礎。
相關研究成果以《Grid-scale Corrosion-free Zn/Br Flow Batteries Enabled by Multi-electron Transfer Reaction》為題，近日發表于《Nature Energy》。該論文第一作者為DNL17博士研究生徐越，研究工作獲得國家自然科學基金、國家重點研發計劃以及中國科學院A類先導專項等項目支持。
