中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部（DNL17）的科研團隊在液流電池領域取得重要突破。針對傳統溴基液流電池存在的材料腐蝕與循環壽命短等難題，研究人員開發出基于雙電子轉移反應的新型鋅溴液流電池體系，相關成果已發表于國際頂級能源期刊《自然-能源》（Nature Energy）。
傳統溴基液流電池依賴溴離子（Br?）與溴單質（Br?）間的氧化還原反應，具有資源儲量豐富、電極電勢高等優勢。但充電過程中產生的溴單質會嚴重腐蝕電池材料，導致循環壽命大幅縮短。盡管現有溴絡合劑可部分緩解腐蝕問題，但其形成的分相結構會降低系統均勻性，增加操作復雜度。研究團隊通過創新反應路徑設計，在電解液中引入胺類化合物作為溴清除劑，將生成的溴單質轉化為溴代胺類化合物，使溶液中溴濃度降低至約7毫摩爾每升。
這種新型雙電子轉移機制實現了從Br?到Br?的電子躍遷，相較于傳統單電子轉移體系，能量密度顯著提升。更關鍵的是，超低溴濃度有效抑制了電解液腐蝕性，為延長電池壽命提供了根本解決方案。實驗數據顯示，采用該技術的鋅溴液流電池在5千瓦級系統測試中，以40毫安每平方厘米的電流密度穩定運行超過700個循環，總壽命突破1400小時，能量效率維持在78%以上。
研究團隊進一步驗證了該技術的工程應用潛力。通過使用傳統非氟離子交換膜（SPEEK）組裝的單電池，在長期運行測試中展現出優異穩定性，顯著降低了材料成本。循環測試后的電池關鍵部件，包括集流體、電極和隔膜等，均未出現腐蝕現象，驗證了低溴濃度策略的有效性。這項突破為開發高安全性、長壽命的溴基儲能系統提供了全新范式，對推動鋅溴液流電池的規模化應用具有重要價值。
該研究論文題為"Grid-scale Corrosion-free Zn/Br Flow Batteries Enabled by Multi-electron Transfer Reaction"，DNL17博士研究生徐越為論文第一作者。研究工作得到了國家重點研發計劃等項目的支持。
