A redox-flow battery with an alloxazine-based organic electrolyte

电解质 流动电池 氧化还原 电池(电) 水溶液 材料科学 化学工程 化学 无机化学 有机化学 电极 热力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理)
作者
Kaixiang Lin,Rafael Gómez‐Bombarelli,Eugene S. Beh,Liuchuan Tong,Qing Chen,Alvaro W. Valle,Alán Aspuru‐Guzik,Michael J. Aziz,Roy G. Gordon
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:1 (9) 被引量:555
标识
DOI:10.1038/nenergy.2016.102
摘要

Redox-flow batteries (RFBs) can store large amounts of electrical energy from variable sources, such as solar and wind. Recently, redox-active organic molecules in aqueous RFBs have drawn substantial attention due to their rapid kinetics and low membrane crossover rates. Drawing inspiration from nature, here we report a high-performance aqueous RFB utilizing an organic redox compound, alloxazine, which is a tautomer of the isoalloxazine backbone of vitamin B2. It can be synthesized in high yield at room temperature by single-step coupling of inexpensive o-phenylenediamine derivatives and alloxan. The highly alkaline-soluble alloxazine 7/8-carboxylic acid produces a RFB exhibiting open-circuit voltage approaching 1.2 V and current efficiency and capacity retention exceeding 99.7% and 99.98% per cycle, respectively. Theoretical studies indicate that structural modification of alloxazine with electron-donating groups should allow further increases in battery voltage. As an aza-aromatic molecule that undergoes reversible redox cycling in aqueous electrolyte, alloxazine represents a class of radical-free redox-active organics for use in large-scale energy storage. Redox-flow batteries with organic-based electrolytes hold many advantages over conventional-flow batteries. Here the authors report a high-performance flow battery based on alloxazine, an aqueous-stable and soluble redox-active organic molecule resembling the backbone structure of vitamin B2.
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
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
Candice完成签到,获得积分10
刚刚
特拉法尔加完成签到,获得积分10
3秒前
qingq的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
wanci的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
汉堡包的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
5秒前
认真的皮皮虾完成签到,获得积分10
5秒前
maf2007发布了新的文献求助10
5秒前
蕉鲁诺蕉巴纳完成签到,获得积分0
5秒前
HUAIMI完成签到,获得积分10
6秒前
9秒前
张瑞完成签到,获得积分10
9秒前
fanfei完成签到,获得积分10
10秒前
LL完成签到 ,获得积分10
10秒前
xsss完成签到,获得积分10
12秒前
小曹完成签到,获得积分10
14秒前
yebo完成签到,获得积分10
14秒前
李钢完成签到,获得积分10
18秒前
笑然发布了新的文献求助10
18秒前
Wywy完成签到 ,获得积分10
21秒前
小叶子完成签到 ,获得积分10
21秒前
小程同学完成签到,获得积分10
25秒前
阳光的Kelly完成签到 ,获得积分10
26秒前
Langran完成签到 ,获得积分10
27秒前
小雅木子完成签到 ,获得积分10
27秒前
糊涂的涂涂完成签到,获得积分10
32秒前
烦死啦完成签到 ,获得积分10
32秒前
KalEl完成签到,获得积分10
32秒前
精明的盼雁完成签到,获得积分10
36秒前
lym完成签到,获得积分10
37秒前
11完成签到,获得积分10
40秒前
3sigma完成签到,获得积分10
43秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分0
45秒前
45秒前
SXR完成签到,获得积分10
46秒前
爱学习的小马完成签到 ,获得积分10
47秒前
yanmh完成签到,获得积分10
47秒前
Ace_killer完成签到,获得积分10
49秒前
小芽完成签到 ,获得积分10
49秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
Atelier, 2nd edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7986319
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9445208
关于积分的说明 21097577
捐赠科研通 7560882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3377555
关于科研通互助平台的介绍 2511406
邀请新用户注册赠送积分活动 2410660