近日，我院陈嘉嘉教授课题组在水系多硫化物液流电池的研究中取得重要进展，相关研究成果以“Hierarchical Nano-Electrocatalytic Reactor for High Performance Polysulfides Redox Flow Batteries”为题发表在ACS Nano上。（DOI:10.1021/acsnano.3c07085）
液流电池（RFBs）作为一种高安全性的大规模储能技术，通过活性物质电化学氧化还原反应，实现化学能与电能之间的存储与转换。水系多硫化物具有高元素丰度、多电子、廉价等特点，是构建高容量密度、低成本液流电池的重要活性物质。然而，迟缓的电化学动力学和传质过程严重限制了液流电池的输出功率和循环稳定性。
为此，陈嘉嘉教授课题组采用自组装纳米有序多级均孔Co、N共掺杂碳材料（OHP-Co/NC）作为纳米电催化反应器，以增强水系多硫化物的电化学动力学和传质过程。有限元模拟表明，相较于微孔Co/NC中23.3%的电解液利用率，具有相互连通的大孔和中孔的OHP-Co/NC纳米反应器的利用率超过50%，表现出增强的传质特性。原位电化学拉曼表明单颗粒OHP-Co/NC纳米反应器对S42-具有较强的吸附性能，并能抑制多硫化物在电催化剂界面上的歧化和水解行为。因此，基于OHP-Co/NC-850的膜电极多硫化物/亚铁氰化物液流电池表现出110 mW cm-2的高功率密度，并且在300次循环后，其容量保持率超过99.7%。
该工作是在陈嘉嘉教授、王翔副教授和杨乐博士后的共同指导下完成。我院2020级博士生蓝锦基和2019级博士生李科为论文的共同第一作者，博士生段进卓、张曙和硕士生林清泉参与了部分研究工作。该工作得到国家自然科学基金委（22021001、 22272143、 21975211）和国家重点研发计划（20720220009）以及福建省能源材料科学技术创新实验室（IKKEM、RD2023020801)的资助。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c07085
