J. Am. Chem. Soc.：在双电子有机阴极电解液中实现多电荷和自旋稳定的区域异构工程

本研究由加利福尼亚大学的F. Dean Toste课题组进行，旨在通过区域异构体工程策略提高多氧化还原有机液流电池的循环稳定性。研究通过系统研究近平面芳香族环状三吲哚和非平面非芳香族环状四吲哚的区域异构体，证明了该策略能显著提高2e–阴极电解液的H-细胞循环稳定性。密度泛函理论计算显示，该策略通过重新分配电荷和自旋密度来发挥作用，同时突出了芳香性在电荷稳定中的作用。最稳定的2e–阴极电解液与紫精衍生物阳极电解液配对，实现了概念验证型全有机液流电池，电压为1.26-1.49V，容量保持率为98%，在400次循环中衰减率仅为0.0117%/小时和0.00563%/周期，这是迄今为止在多电子全有机液流电池装置中报告的400次循环的最高容量保持率。作者预期区域同分异构体工程是一种很有前途的策略，可以补充传统的电子和空间方法，用于在其他功能性有机材料中实现多电荷和自旋稳定。