固定式储能技术的一种有前途的解决方案是氧化还原液流电池（RFBs）。聚合物是电池应用的一个有趣的组成部分，在聚合物RFBs中，研究人员将其作为活性材料进行了深入的研究。目前，研究人员已经实现了将二茂铁掺入到聚合物结构中。这些聚合物已被用于超级电容器、固态电池、和有机RFBs。而在水性RFBs的聚合物材料中，另一种开发得很好的活性物质是2，2，6，6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)，它在电池应用中表现出良好的性能。然而，迄今为止，还没有一种含有二茂铁单体单元的温度稳定的聚合体系被设计用于水系RFBs中。

有鉴于此，为了获得一种新型的、温度稳定的水氧化还原液流电池电解质，德国耶拿大学Ulrich S. Schubert报道了通过四步反应合成了一种新的二茂铁甲基丙烯酰胺单体，总收率为50%。

文章要点

1）通过自由基聚合法成功地将二茂铁单体与水溶性共聚单体共聚，用铈滴定法测定了四种不同共聚比例的二茂铁含量在13%~32%之间的聚合物。通过SEC-MALLS测定了聚合物的绝对摩尔质量。

2）电化学表征表明，二茂铁聚合物在水环境中的氧化还原电位（E_1/2=100.52 V）比先前报道的低摩尔质量二茂铁衍生物略高。聚合物的扩散系数是通过RDE和分析超离心合成边界实验确定的。两种技术的扩散系数具有相同的数量级(RDE的D_app=9.8×10^-7 cm² s^-1和P2的合成边界实验的D_app=6.6×10^-7 cm² s^-1)，验证了两种方法的适用性。

3）电池测试表明，该聚合物在室温和60°C的充放电100次以上循环行为稳定，在所有循环实验中平均库仑效率超过99.8%。对温度稳定性的研究表明，提供的活性材料不仅容易承受高温，而且这些条件有助于实际电化学过程。因此无需昂贵的冷却解决方案和考虑对环境的影响。

该聚合物水氧化还原液流电池能够应对极端条件，例如热和强盐溶液，从而可将更环保，廉价的储能技术用于温度敏感的地方，例如赤道国家。

Philipp S. Borchers, et al, Aqueous Redox Flow Battery Suitable for High Temperature Applications Based on a Tailor-Made Ferrocene Copolymer, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001825

https://doi.org/10.1002/aenm.202001825