【JACS】南京大学金钟：多电子转移的醌-吡嗪共轭氧化还原核心用于超稳定和高能量密度的水系有机液流电池

背景：随着可再生能源发展，安全、低成本且长寿命的储能技术成为电网转型核心需求。水系有机液流电池（AORFBs）因利用来源广泛、结构可调的有机活性物质而具优势，但仍面临能量密度低、稳定性不足等瓶颈。研究目的：为突破AORFBs性能，南京大学金钟团队设计并合成了具备多电子转移能力、结构稳定且高溶解度的新型有机分子DAPQ。结论：DAPQ分子通过醌-吡嗪融合的π共轭扩展结构，实现了单分子四电子可逆转移，显著提升了能量密度和循环稳定性。基于DAPQ的电池在高浓度下展现出高能量密度（如0.6 M时达53.59 Wh L⁻¹）和超长循环寿命（0.5 M时2300次循环后容量保持率99.86%）。该研究为发展高能量密度、长寿命的AORFBs提供了新的分子设计范式。