面对化石能源大量消耗造成的气候变化，我国提出了“碳达峰碳中和”重大决策部署，积极推进可再生能源的规模化利用，以实现高质量低碳（双碳计划+低碳冶金与绿色发展技术研讨会）转型发展。然而，以风能、太阳能为代表的可再生能源发电具有不连续性，严重影响智能电网安全稳定运行。大规模长时储能技术是解决这一问题的有效途径，这其中水系液流电池储能技术以其安全性高、循环寿命长等优势，成为电力系统储能的首选技术之一。
近期，某研究所课题组在高性能锌基液流电池领域取得进展，研究人员在深入理解碘氧化还原反应机制的基础上，提出了一种基于聚碘络合物的碘正极溶液，有效解锁了碘正极容量，实现了锌碘液流电池的高能长效循环运行。此外，他们以锌负极界面电化学行为调控为切入点，在锌负极电解液中引入烟酰胺，有效避免了锌枝晶并显著提升了锌负极沉积溶解反应可逆性，组装的锌铁液流电池实现了高效稳定运行。
锌碘液流电池理论容量和能量密度高，但碘正极氧化反应生成的I2会进一步与I-络合形成I3-，极大限制了碘正极实际使用容量。针对这一问题，该研究在碘化钾正极溶液中引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，单体NVP羰基上氧的孤对电子促进了I2中的I-I键断裂和I-O键的形成，进而生成可溶性聚碘络合物NVP-2I3-，避免了I2与I-络合形成I3-，有效解锁了碘正极容量。组装的锌碘液流电池放电容量显著提升了58%（115 Ah L-1），在70%能量效率下稳定循环600圈。研究结果证明了PVP作为一种经济高效添加剂可有效应用于锌碘液流电池碘正极，为释放碘正极容量和开发高性能锌碘液流电池提供了新的途径。
锌基液流电池锌负极成本低、能量密度高，但在中性水溶液中存在可逆性差、易腐蚀和产生锌枝晶等问题，严重制约了锌负极的长期循环稳定性。针对这一问题，研究人员在氯化锌溶液中加入烟酰胺（NAM），可有效重塑电极界面处Zn2+离子的溶剂化结构，促进Zn2+去溶剂化并抑制锌还原时氢气的析出，而从Zn2+溶剂化鞘层释放的NAM分子随后吸附在电极上，进一步调节Zn2+向电极界面的均匀扩散，抑制尖端效应。随着锌还原过程的持续进行，NAM分子在电极/溶液界面不断重复这种协同调制作用，最终形成均匀、无枝晶的锌沉积。
得益于此，组装的锌铁液流电池性能显著增强，在50 mA cm -2下充放电循环400次（约120 h）无明显容量衰减，并可实现185 mW cm-2的功率密度、98.9%的容量保持率和70%的能量效率，循环寿命提升了100%。该研究为高性能锌基液流电池开发提供了技术支撑。
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