Spin‐State and Clustering Effects in Fe‐Complex Negolytes for Near‐Neutral Aqueous Redox Flow Batteries

氧化还原 分子间力 化学 配体(生物化学) 密度泛函理论 氢键 水溶液 部分 电化学 氧化态 无机化学 光化学 化学物理 结晶学 计算化学 分子 物理化学 电极 立体化学 有机化学 金属 生物化学 受体
作者
Donghwi Ko,Seongyeon Kwon,Jantakan Nedsaengtip,Yohan Kim,Yunseop Choi,Dongwook Kim,Xingyi Lyu,Ruchi Dixit,Yugang Zhang,Tao Li,Jongcheol Seo,Mu‐Hyun Baik,Hye Ryung Byon
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202505747
摘要

Cost‐effective redox‐active materials are essential for advancing redox flow batteries (RFBs). Iron, with its abundance and suitability as a redox couple, is a promising candidate; however, achieving stable and fast redox reactions in aqueous RFBs remains a challenge. This study presents an Fe‐based negolyte stabilized by a hexadentate ligand, where Fe–ligand bonds are enhanced through intermolecular interactions. The sulfonate‐substituted Fe complex exhibits a formal potential of –0.44 V vs. Ag/AgCl and an exceptionally high rate constant of 0.69 cm s–1. Near‐neutral RFBs incorporating 0.5 M Fe complex show excellent cycling stability, with no discernable capacity fading over 300 cycles. This performance is attributed to intermolecular hydrogen bonds that reinforce Fe–ligand coordination and promote the formation of stable trimeric clusters. Operando electrochemical Raman spectroscopy and density functional theory reveal that π‐backdonation from Fe(II) to the imino‐phenolate moiety further stabilizes the complex after reduction. In contrast, the hydroxyl‐substituted complex exhibits inferior stability due to weaker hydrogen bonding and less pronounced π‐backdonation. These findings underscore the importance of ligand design and intermolecular interactions in developing cost‐effective, high‐performance redox‐active materials for aqueous RFBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ycp完成签到,获得积分10
3秒前
大方的笑萍完成签到 ,获得积分10
7秒前
廖天佑完成签到,获得积分0
13秒前
zhang完成签到,获得积分10
17秒前
无限的山水完成签到,获得积分10
19秒前
听寒完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
charih完成签到 ,获得积分10
21秒前
Jeffery426发布了新的文献求助20
25秒前
swordshine完成签到,获得积分10
25秒前
zhang发布了新的文献求助10
26秒前
JamesPei应助liugm采纳,获得10
33秒前
称心如意完成签到 ,获得积分10
41秒前
WW完成签到 ,获得积分10
41秒前
Bismarck完成签到,获得积分20
45秒前
50秒前
51秒前
HJJHJH完成签到,获得积分10
52秒前
幽默梦之完成签到 ,获得积分10
52秒前
资山雁完成签到 ,获得积分10
53秒前
LegendThree完成签到,获得积分10
54秒前
HJJHJH发布了新的文献求助10
56秒前
加菲丰丰举报求助违规成功
1分钟前
CAOHOU举报求助违规成功
1分钟前
whatever举报求助违规成功
1分钟前
1分钟前
1分钟前
加菲丰丰举报求助违规成功
1分钟前
whatever举报求助违规成功
1分钟前
aldehyde举报求助违规成功
1分钟前
1分钟前
瘦瘦的铅笔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
蔡从安发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
注水萝卜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
黎书禾完成签到,获得积分10
1分钟前
ldy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
加菲丰丰举报求助违规成功
1分钟前
顺毛大帝举报求助违规成功
1分钟前
高分求助中
ФОРМИРОВАНИЕ АО "МЕЖДУНАРОДНАЯ КНИГА" КАК ВАЖНЕЙШЕЙ СИСТЕМЫ ОТЕЧЕСТВЕННОГО КНИГОРАСПРОСТРАНЕНИЯ 3000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Quantum Computing for Quantum Chemistry 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
Canon of Insolation and the Ice-age Problem 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3900207
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3444926
关于积分的说明 10837100
捐赠科研通 3170040
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1751447
邀请新用户注册赠送积分活动 846691
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 789363