“平衡态”策略：液流电池容量衰减难题获突破

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液流电池作为一种领先的大规模储能技术，因其内在安全性和可扩展性而备受推崇。然而，活性物质会穿过隔膜——这超出了预期电荷载体的范畴——导致容量迅速衰减，阻碍了技术的进一步发展。缓解容量衰减的传统方法侧重于提高膜的离子选择性，但这通常会牺牲功率密度。

在此，我们引入了一种“平衡态”电解液策略。该策略不同于传统的对称电解液设计，通过独立调节浓度和价态来实现。这种方法能够精确控制跨膜离子通量，从而维持活性物质的动态平衡，有效减少容量衰减。

钒液流电池测试表明，该方法克服了质子电导率与离子选择性之间的传统权衡：采用 15 微米厚 Nafion 膜配合平衡态电解液的电池，在 1000 个循环中，容量衰减速率从每循环 0.061% 降至 0.015%；相比之下，使用 183 微米厚 Nafion 膜及传统电解液的系统表现不同，前者衰减速率降低了 75.4%。

该方法显示出将 1 MW/4 MWh 液流电池系统的资本成本降低 41.7% 以上的潜力。至关重要的是，平衡态电解液方法规避了氧化还原液流电池开发中现有的膜相关限制，并为先进电解液设计建立了框架。

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