水溶液液流电池在低温下的正常工作常常受到氧化还原活性物种溶解度低、电解液冻结以及反应动力学迟缓等因素的干扰。近日，香港中文大学卢怡君等报道了一种基于多电子的杂多酸（H₆P₂W₁₈O₆₂,HPWO）负极电解液能使得水溶液液流电池在低温下稳定工作。

文章要点

1）研究人员新报道的这种杂多酸负极电解液具有快速的氧化还原动力学、低凝固点以及高电子溶解性等优势。该电解液中的离域电子和完全氧化态的W元素使其在不发生任何结构变化的情况下即可进行快速的六电子氧化还原反应，其室温下电荷转移速率常数高达6.8*10^-3cm/s。

2）多金属氧酸盐（P₂W₁₈O₆₂^6-）中的质子保证其在室温和低温下相比其他阳离子（如Li⁺/K⁺/Na⁺等）都具有更高的溶解度，这是因为H⁺的强溶剂化壳层能够防止沉淀反应的发生。在这种高溶解度和Grotthuss传导机制的作用下，杂多酸负极电解液具有最低的凝固点和最高的离子电导率。上述优势使得基于HPWO的全钒液流电池能够在-20摄氏度的低温下在160mA/cm²的电流密度下实现高达79.6Ah/L_电解液打的高容量。

参考文献

Fei Ai et al, Heteropoly acid negolytes for high-power-density aqueous redox flow batteries at low temperatures, Nature Energy, 2022

DOI: 10.1038/s41560-022-01011-y

https://www.nature.com/articles/s41560-022-01011-y