无需惰性保护,更稳定、更经济!Nature大子刊发表大连化物所/长春应化所最新TEA&电化学科研成果!

文摘   2024-09-01 09:30   浙江  



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01

论文拟解决的关键挑战:

在各种液流电池(FBs)中,水相有机液流电池(AOFBs)能够利用天然丰富、结构多样、可合成调节的有机氧化还原活性分子(ORAMs)作为氧化还原物质,储存来自有机氧化活性分子的能量,因此已成为储能系统中最有前景的技术之一。然而,由于亲核反应、歧化、不可逆变异构和二聚化等副反应会使ORAMs失活,导致AOFBs的氧化还原活性完全丧失和容量衰减,因此在设计ORAMs时分子结构的稳定性是一项关键挑战。

02

生命周期评估(LCA)和技术经济性分析(TEA)怎样助力碳中和:

为什么越来越多的顶刊需要生命周期分析(Life Cycle Assessment: LCA)和技术经济性分析(Techno-economic Analysis: TEA)?

这是因为“碳中和“和”产学研“是大势所趋,是科研解决人类生存和永续发展痛点的关键方向。
但是如何向顶刊编辑和审稿人证明您的工作满足“碳中和“和”产学研“的要求?
如何让您投稿的论文明显比其它论文更有意义?更有说服力?
如何短时间内给毕业论文再增加一章节?
加点LCA和TEA,让您的论文脱颖而出!
生命周期分析和技术经济性分析分别从环境影响性和经济性角度,来评价一种产品或一定规模的组织从“摇篮到坟墓”的全过程,从区域、国家乃至全球的广度及其可持续发展的高度来观察问题,提供翔实的过程分析论证及评估优化。
一个专业的生命周期分析或是技术经济性分析分析,不但能更好的传递出您对于课题方向的理解与把握,也能第一时间让审稿人和读者理解研究课题的重要价值。在科研人把握领域发展方向的路上,或早或迟都将需要LCA或TEA分析或者类似分析法来深化理解,来实现从小白到大师兄/大师姐到老板的转变。

03

图文简介:

中国科学院大连化学物理研究所的李先锋研究员、张长昆研究员和中国科学院长春应用化学研究所的李胜海研究员等人在Nature Sustainability发表论文,该团队采用常规化学合成和原位电化学相结合的方法,制备了一种可扩展、稳定,且对空气不敏感的萘衍生物阴极电解质。二甲胺修饰萘衍生物2,6,8-三甲基胺亚甲基-3,5-二羟基-1,4-萘醌(TANQ)具有高溶解度(~1.5 M)和稳定的氧化还原活性中心,在FBs的空气环境中循环3000次或40天(50 Ah l−1)没有明显的容量衰减。

即使施加额外的气流,电池也具有优异的稳定性,因此不受惰性气体保护需求的限制。此外,该合成方案可以扩大到公斤规模。作者组装了一个稳定的堆栈,验证了萘衍生物的空气稳定性和实际应用的可行性。

作者开发的电池,即使在连续气流下也能平稳运行,没有明显的容量衰减,持续约22天(超过600次循环)。

一系列的光谱分析和理论计算表明,二甲胺支架提高了水溶性,保护了活性中心,保证了分子在充放电过程中的稳定性。

该方法简单、高效,无需复杂的分离纯化过程,不仅简化了合成步骤,还降低了成本。作者还进行了技术经济分析(TEA),证明该系统具有成本效益,即使在露天条件下也具有稳定性,表明了该系统在电网规模储能中具有实用价值。

作者认为,ORAM是从可持续和绿色经济的角度设计的,这种简便、可扩展和成本效益高的方法也适用于其他含有活性羟基的芳香族化合物,如萘、蒽和芘衍生物,因此,该研究为促进可持续电化学储能的发展提供了新的见解。

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