新型锌溴液流电池能以78%能量效率稳定运行700次循环

其电极、膜与集流体均未出现腐蚀现象。

相比传统电池设计，这种新近问世的溴基液流电池能存储更多能量、拥有更长寿命且运行成本更低。

在中科院大连化物所李先锋教授带领下，研究团队创建了一种新型溴基双电子转移反应体系。该方法从根本上改变了溴在电池内部的行为模式，解决了溴基液流体系在充电过程中产生腐蚀性单质溴堆积这一最大缺陷。该现象会加速组件损耗、缩短循环寿命，引发安全与运行隐患。而将新反应体系应用于锌溴液流电池后，其性能与长期稳定性均获得显著提升。

溴基液流电池（包括锌溴、氢溴及多硫化物-溴体系）依赖于溴离子与单质溴之间的氧化还原反应。但充电过程产生的大量溴会腐蚀组件、降低循环寿命并增加系统成本。传统溴络合剂虽能缓解腐蚀，却常导致相分离和电解质均匀性下降。

为此，中国研究人员通过在电解液中引入胺化合物作为溴捕获剂，提出创新的溴双电子转移反应。李先锋在新闻稿中表示："该研究为长寿命溴基液流电池的开发提供了新思路，并为锌溴液流电池的进一步应用推广奠定了基础"。反应过程中溴不再以游离单质溴（Br2）形式堆积，而是转化为溴化胺化合物，使电解液中溴元素浓度稳定维持在7毫摩尔每升的超低水平。

研究团队指出，新反应提升了电池能量密度，同时超低溴浓度显著降低了电解质腐蚀性，延长了电池寿命。基于这一成果，团队将新型反应应用于锌溴液流电池系统，并声明："该研究展示了长寿命锌溴液流电池从概念验证到系统放大的完整可行性"。由于溴浓度始终保持极低水平，电池可采用标准非氟化离子交换膜稳定运行，无需使用昂贵的耐腐蚀材料。

研究人员特别说明："电解液中Br2浓度极低，使用常规非氟化离子交换膜（SPEEK）组装单电池即可实现长期稳定运行，从而降低电池成本"。在5千瓦级系统放大测试中，该电池于40毫安/平方厘米电流密度下稳定运行超700次循环，能量效率始终保持在78%以上。极低的Br2浓度使得循环后检测显示电极、集流体与膜等关键组件均未发生腐蚀。

该研究成果已发表于《自然·能源》期刊。

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