中國儲能網訊：近日，西湖大學研究員王盼團隊與哈佛大學博士Michael J. Aziz團隊、中國科學院大學杭州高等研究院博士季云龍團隊合作，開發(fā)了一類基于吩嗪衍生物的水溶性有機儲能小分子，并提出了在水系有機液流電池充放電過程中實現電化學碳捕獲一體化的方法。也就是說，基于一種新合成的小分子，他們開發(fā)了能夠捕獲與釋放二氧化碳的水系液流電池。相關成果發(fā)表在《自然·能源》上。
二氧化碳捕集-釋放和能量儲存-輸送系統。課題組供圖
在前期研究工作中，他們發(fā)現吩嗪類有機小分子在充放電過程中，由于其獨特的質子耦合氧化還原特性，會在水溶液中引起“pH搖擺”的現象。于是想到如何利用這一現象、借助液流電池系統來充當這位“碳捕手”。
他們根據不同功能及應用場景，開發(fā)了一系列吩嗪“家族”的新成員。新成員1,8-ESP與1,6-AFP共享同樣的“骨架”（母核），但嫁接著不一樣的“肢體”（官能團，指的是影響有機化合物的物理化學性質的原子或原子團）；上一代小分子所使用的是氨基酸，而這一代，團隊換上了磺酸根。
于是，“老骨架”抽出新芽，迸發(fā)了新的生機：它既能實現水系液流電池的儲能功用，也能捕集與釋放二氧化碳。
研究人員測試了1,8-ESP的水系液流電池的性能，發(fā)現它具有一系列較為優(yōu)越的表現。這個小分子及其發(fā)展而來的電池，具有“從酸到堿”都適宜的高水溶性、較好的二氧化碳捕獲表現、較高的穩(wěn)定性、良好的抗氧化性和較低的能量成本。
換言之，王盼實驗室成功實現了對二氧化碳的高效高容量捕集。在實際運行過程中，以1,8-ESP為活性物質的電池體系，既可作為二氧化碳捕集系統，也可同時進行能量存儲。該系統能夠根據市場與實際需求，來進行儲能與碳捕集的及時調整與響應，以獲得最大經濟效益。
