From Molecule to Stack: A Cross‐Scale Design Framework for Aqueous Organic Redox Flow Batteries

氧化还原 计算机科学 金属有机骨架 纳米技术 电解质 有机分子 流量(数学) 水溶液 材料科学 分子工程 电极 生化工程 工作(物理) 背景(考古学) 降级(电信) 化学 标杆管理 分子 工艺工程 大规模运输 化学工程 取代基 建筑 设计要素和原则 电子转移 组分(热力学) 生物系统 传质 能量(信号处理) 分布式计算 储能 瞬态(计算机编程) 有机化学品 生物分子 系统工程
作者
Phonnapha Tangthuam,Vipada Aupama,Manaswee Suttipong,Tae-Kyu An,Insik In,Tetsu Yonezawa,Dowon Bae,Li‐Hsien Yeh,Soorathep Kheawhom
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:9 (5)
标识
DOI:10.1002/batt.70301
摘要

Aqueous organic redox flow batteries (AORFBs) have emerged as promising candidates for long‐duration grid‐scale energy storage due to their decoupled power‐energy architecture and the tunability of organic redox‐active molecules. Rapid progress across molecular design, membranes, electrodes, and system engineering has produced a diverse but largely compartmentalized body of literature, in which structure‐property relationships are often analyzed in isolation. In this review, we present a cross‐scale design framework that connects molecular descriptors to interfacial processes and, ultimately, to device‐level performance constraints. We compare major classes of organic redox‐active molecules, including quinones, viologens, phenazines, nitroxide radicals, and imides, and examine how substituent engineering governs redox potential, solubility, stability, and viscosity. These molecular characteristics are then linked to electrolyte transport, membrane selectivity, and electrode kinetics, highlighting how coupled phenomena such as crossover, aggregation, and viscosity‐mass transfer limitations emerge under practical operating conditions. Building on this framework, we analyze how membrane swelling, charge‐state‐dependent partitioning, and electrode‐molecule interactions jointly determine efficiency, lifetime, and degradation pathways. We further discuss system‐level constraints arising from concentration‐dependent viscosity, mass transport limitations, and crossover‐driven state‐of‐charge imbalance. Finally, we propose deployment‐relevant benchmarking metrics and reporting practices and outline key directions for advancing molecular stability, selective membranes, and viscosity‐aware system design.
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
兰康康完成签到 ,获得积分10
1秒前
卡乐瑞咩吹可应助oui采纳,获得10
1秒前
1秒前
mj01发布了新的文献求助10
2秒前
ye先生发布了新的文献求助10
2秒前
chemier027完成签到,获得积分10
2秒前
七七完成签到,获得积分10
3秒前
尚中庸完成签到,获得积分10
3秒前
湫殇完成签到,获得积分10
3秒前
烟花应助鼠标采纳,获得10
3秒前
童童发布了新的文献求助10
3秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
v0id应助木婉清采纳,获得10
3秒前
4秒前
沐一完成签到,获得积分10
4秒前
sanyue完成签到,获得积分10
4秒前
胡研完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
伊登发布了新的文献求助10
6秒前
lj完成签到,获得积分10
6秒前
张宏哲完成签到,获得积分10
7秒前
旺仔发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
充电宝应助魁梧的盼雁采纳,获得10
7秒前
7秒前
雨田完成签到,获得积分10
8秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助10
8秒前
amy发布了新的文献求助10
8秒前
希望天下0贩的0应助orange采纳,获得10
8秒前
自然醒完成签到,获得积分10
9秒前
汉堡发布了新的文献求助10
10秒前
李林燕完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
搜集达人应助木子采纳,获得10
10秒前
zsh完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
Davvy完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
小蘑菇应助七哒蹦采纳,获得10
12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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The role of consumer psychology in the marketing strategies of pop mart in Thailand 500
Photothermal Science and Techniques 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7721947
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9275023
关于积分的说明 20109068
捐赠科研通 7298405
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3300709
关于科研通互助平台的介绍 2454337
邀请新用户注册赠送积分活动 2308097