厉害了，我的荧光染料

材料牛注：因为能源利用带来的各种环境问题引发了可再生能源的研究热潮，纽约州立大学布法罗分校的研究人员开发出了名为BODIPY(硼-二吡咯亚甲基)的“荧光染料”，有望成为氧化还原液流电池领域的新星。

暗色染料中的辉光会是在能源存储技术领域的下一个重大进展吗？纽约州立大学布法罗分校的科学家认为是这样的。

他们发现了一种叫作BODIPY的荧光染料，可用作水系可充电储能电池的理想材料，这种电池能为电动汽车和房屋功能。

BODIPY是硼-二吡咯亚甲基的简称，它可在黑暗中放出荧光。

但它促进储能的特性不太明显。根据最新研究，染料有不寻常的化学性质，使它在储存电子和电子转移两个关键任务中表现出色，这两项也是电池实现其功能所必须的步骤，而BODIPY在这两方面表现十分出色。

在实验中， BODIPY基的测试电池寿命长效率高，在充放电100次后性能仍然优异。

研究所的首席研究员兼纽约州立大学布法罗分校文理学院的化学助理教授，Timothy Cook博士说：“随着世界对替代能源的依赖度不断提高，我们开始面临一个巨大的问题——如何储存能源？当夜晚太阳落下，或当风停止的时候会发生什么？所有的这些能源都是间歇性的，所以我们需要可以储存能量的电池。”

这项研究于11月16日发表在旨在讨论化学和可持续发展问题的学术期刊ChemSusChem上。

未来的染料电池

BODIPY是氧化还原液流电池的理想材料。这些充满液体的动力电池表现优于传统材料电池。

Cook说，例如锂离子电池在破裂时会有爆炸危险，但染料电池不会有这个问题，如果发生破裂它只是泄漏液体而已。

氧化还原液流电池可以很容易地提升至很大的容量，甚至足够一栋房子一整天的能量需求。

BODIPY在电池中的工作原理

氧化还原液流电池由不同障碍物隔开的两个液箱组成。

当电池工作时，电子在一个箱内富集并移动至另一个液箱，这样就产生了电流。放电结束后，为使电池能再次工作，可以使用太阳能、风能或其他能源来迫使电子回到原来的液箱以此达到为电池充电的目的。

氧化还原流电池的效率取决于每个箱中流体的化学性质。

Cook说：“用于氧化还原液电池物质分子目前还很小，但预计将在未来几年将会大幅增长，我们的研究表明BODIPY染料将会是极具潜力选择。”

在实验中，Cook的团队让氧化还原液流的液箱都充满同种溶液，即溶有粉状BODIPY染料（又称PM 567）的液体。

在这个混合物中，BODIPY显示出其优越性质——它们可以在不损耗的情况下，想起啊化学物质那样接受和放出电子。这一特点使染料可在重复的充放电循环中，储存电子并促进电子在电池两极之间的转移。

在实验的基础上，科学家们也预测BODIPY电池会强大到足够满足社会应用，产生大约2.3伏的电力。

Cook说，研究的焦点集中在PM 567，鉴于不同的BODIPY有着相同的化学性质，它也会是储能的好选择。

原文链接：Glow-in-the-dark dye could fuel liquid-based batteries

文献链接：Characterization of a BODIPY Dye as an Active Species for Redox Flow Batteries

本文由材料人编辑部杨超提供素材，赵玲编译，点我加入编辑部。

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