与传统的液流电池相比，水性有机液流电池(AOFBs)具有元素丰富、可裁剪等独特优势，但获得空气稳定、高性能的电解液仍是其实用化的主要挑战之一。一般情况下，有机电解液的稳定性与有机氧化还原物种的结构和电解液环境有关。

近日，中科院大连化物所李先锋研究员，Changkun Zhang，大连交通大学Jie Fu基于原位核磁共振和非原位EPR谱对MB电解液氧化还原反应机理的分析表明，MB电解液中的抗氧自由基MBH₂^2+·和还原状态HMBH₂²⁺对MB电解液的可逆性起重要作用，这可归因于在酸性溶液中MB骨架上强烈的自旋离域。

文章要点

1）V-MB单电池暂停循环(12-48 h)实验表明，MB电解液在空气中具有良好的化学稳定性和电化学稳定性。基于MB电解液的10个单元、1000 cm²的FB电堆在0.5 V下的放电功率大于1 kW，循环一个月以上的容量保持稳定。

2）高温下的分子加速衰减测试表明，还原状态的HMBH₂²⁺表现出超高的稳定性。虽然原始MB的副反应在70 °C时很严重，但大多数分解的分子仍然保留着氧化还原中心，只有轻微的容量衰减。

本工作中优异的性能和稳定的MB电解液为高性能AOFBs的大规模储能实用化铺平了道路。

参考文献

Yonghui Zhang, et al, Insight into Air-stable Methylene Blue Catholyte towards kW-scale Practical Aqueous Organic Flow Batteries, Energy Environ. Sci., 2023

DOI: 10.1039/D2EE03051A

https://doi.org/10.1039/D2EE03051A