ADF Highlight:仿生高容量吩嗪基阳极的水系有机氧化还原液流电池(Nature Energy, 2018)

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文献资料: Aaron Hollas, Xiaoliang Wei, Vijayakumar Murugesan, Zimin Nie, Bin Li, David Reed, Jun Liu, Vincent Sprenkle & Wei Wang, A biomimetic high-capacity phenazine-based anolyte for aqueous organic redox flow batteries, Nature Energy, 3, 508–514 (2018) 水溶性有机(ASO)氧化还原活性材料,作为氧化还原液流电池(RFB)中传统过渡金属离子的替代品,近期备受关注。然而ASO可逆容量往往显著低于报道的理论最大值。本文中报道了一种吩嗪基ASO化合物,可逆容量超过其理论值的90%!通过修改吩嗪结构,使吩嗪的溶解度,相对原始吩嗪提高了1.8 M,氧化还原电位抬升超过400 mV。在接近饱和浓度下,RFB操作电压可达1.4 V,可逆阳极电解液容量为67 Ah L-1,500次循环中的每次循环的容量保持率为99.98%。   DFT计算细节:使用软件版本ADF2017,色散修正杂化泛函B3LYP-D3,AUG > ATZ2P基组(Frozen Core:none)。溶剂化方面:使用COSMO溶剂化模型,使用水作为溶剂计算溶剂化能。