Designer Ferrocene Catholyte for Aqueous Organic Flow Batteries

轨道能级差 二茂铁 氧化还原 化学 流动电池 水溶液 溶解度 分子 电解质 密度泛函理论 电化学 电池(电) 容量损失 化学工程 计算化学 无机化学 有机化学 物理化学 热力学 电极 功率(物理) 工程类 物理
作者
Qianru Chen,Yuanyuan Li,Yahu A. Liu,Pan Sun,Zhengjin Yang,Tongwen Xu
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:14 (5): 1295-1301 被引量:61
标识
DOI:10.1002/cssc.202002467
摘要

Abstract The aqueous organic flow battery (AOFB) holds enormous potential as an energy storage device for fluctuating renewable electricity by exploiting the redox reactions of water‐soluble organic molecules. The current development is impeded by lack of organic molecules adequate as catholyte, yet how the catholyte structure impacts the battery lifetime remains unexplored. Here, six ferrocene derivatives with deliberately tuned chemical structure were devised. They underwent reversible redox reactions in water, and the redox potentials were inversely related to the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy of their energized forms. The stability of the ferrocene derivatives was evaluated in full flow cells and in symmetric cells. Density function theory calculations, along with experimental results, revealed that the localized LUMO density on Fe led to fast capacity fading. BQH−Fc, which has the lowest LUMO density on Fe, showed the highest stability. No capacity loss was observed for the BQH−Fc/BTMAP−Vi cell at 0.1 m , and a high capacity retention rate of 99.993 % h −1 was recorded at 1.5 m , which could be attributed to electrolyte crossover. To facilitate explorations of robust and high capacity catholytes, a method was established to predict the water solubility of ferrocene molecules, and calculations were in good accordance with measured values.
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
Wanfeng应助科研通管家采纳,获得60
1秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
2秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
4秒前
火星人完成签到 ,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
8秒前
拼搏的青雪完成签到 ,获得积分10
16秒前
23秒前
Jeason完成签到 ,获得积分10
24秒前
ii完成签到 ,获得积分10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
30秒前
上官若男应助蔚蓝的天空采纳,获得10
35秒前
闪闪完成签到 ,获得积分10
43秒前
蛋妮完成签到 ,获得积分10
49秒前
49秒前
清新的剑心完成签到 ,获得积分10
50秒前
英姑应助liugm采纳,获得10
55秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
58秒前
zhangsan完成签到,获得积分10
58秒前
1分钟前
1分钟前
整齐唯雪发布了新的文献求助80
1分钟前
Wen完成签到 ,获得积分10
1分钟前
观妙散人完成签到,获得积分10
1分钟前
Dobronx03完成签到,获得积分10
1分钟前
唠叨的天亦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Manueld发布了新的文献求助10
1分钟前
Dobronx03完成签到,获得积分10
1分钟前
was_3完成签到,获得积分0
1分钟前
七仔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
牛奶面包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xy完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助150
1分钟前
buerzi完成签到,获得积分10
1分钟前
一路硕博完成签到,获得积分10
1分钟前
LaixS完成签到,获得积分10
1分钟前
要笑cc完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
The Oxford Encyclopedia of the History of Modern Psychology 1500
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 800
Parametric Random Vibration 800
Building Quantum Computers 500
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 3864034
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3406339
关于积分的说明 10649008
捐赠科研通 3130235
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1726356
邀请新用户注册赠送积分活动 831635
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 779990