水系有机氧化还原液流电池（AORFBs）是一种很有前途的大规模储能电化学技术。
近日，西湖大学王盼，浙江理工大学季云龙报道了通过相应的溴化吩嗪与氨基酸的简单一步偶联反应，合成并研究了一系列氨基酸功能化的吩嗪类化合物（AFPs）。这种合成方法底物范围广，可以高产率地获得种类繁多的AFPs。并将AFP用于设计仿生超稳定的AORFB。
文章要点
1）研究人员系统地研究了不同氨基酸和取代位对初级AFP的影响，揭示了一种强大的构效关系，即分子的对称性和电子相互作用对其氧化还原电势、动力学、溶解度和渗透性具有显著影响。
2）研究发现，AFP电池表现出1 V以上的OCVs，并对其长循环性能进行了测试。结果表明，1,6-AFP具有稳定的氧化态和还原态，电池性能非常稳定。此外，虽然1,8-AFP和2,7-AFP具有稳定的氧化态，但详细的机理研究表明，其还原态可能会发生互变异构，失去可逆的氧化还原活性，从而导致电池循环中容量的快速衰减。同时互变异构化能的密度泛函理论（DFT）计算验证了实验结果，并预测了1，4-AFP在进一步分子工程和材料设计中的应用前景。
3）在pH值为8、电子浓度为1.0 M的条件下，1,6-DPAP全电池在亚铁氰化物正极溶液上表现出1.15 V的开路电压和极低的容量衰减率（0.000002%/次、0.0015%/天或0.5%/年），这表明它在AORFBs中具有巨大的储能应用潜力。这些结果突出了氨基酸作为官能团修饰AORFBs中氧化还原活性分子的巨大潜力。
研究工作为合理设计氧化还原性有机分子，构建高性能AORFBs，以实现稳定的电能存储提供了一条重要途径。
Shuai Pang, et al, Biomimetic Amino Acid Functionalized Phenazine Flow Batteries with Long Lifetime at Near-Neutral pH, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202014610
https://doi.org/10.1002/anie.202014610
