发光电池“大放异彩”

材料牛注：使用寿命、储能容量、可循环性以及供电效率等要求对当下的电池制造提出了一个又一个的巨大难题。目前研究员们发现一种发光电池竟能奇迹般地在这些方面具备优异的性能，赶紧来关注一下！

根据布法罗大学的研究人员所得，荧光染料BODIPY内含硼-二吡咯亚甲基，是理想的可循环充电使用的液态电池的储能材料。该化合物在存储电子和参与电子转移过程方面有优异的性能。而高性能电池的这两个特性可用于移动设备，车辆，甚至于我们的家中。

“随着目前越来越依赖替代性能源，我们所面临的巨大挑战之一是“我们如何储存能量？”“当夜间太阳落下时，或者风停止时，会发生什么？”Timothy Cook提到。“所有这些能源都是间歇性的，所以我们需要能存储足够能量的电池为大多数房子供电。该团队在ChemSusChem杂志中描述了未来的染料电池的种种细节。

尽管电池制造技术取得了进步，但笔记本电脑和移动电话等设备的电源安全事件始终不断发生，因此与锂离子电池相关的火灾隐患仍是一个持续关注的焦点问题。染料电池的套管损坏则不会起火，因为当两种活性物质保存在单独的储存器中时，内容物将各自流出。此外，传统电池具有严重的储能限制。而氧化还原液流电池可以通过简单的放大体积以获得更大的储能容量。例如，屋顶上有太阳能电池板的房主可以在白天将电池充满，并在夜间放电来供给。类似地，公用事业公司可以“储存”风能用于耗电高峰时段。同理，可以加大锂离子电池的使用规模，但这在经济和安全方面不具可行性。

氧化还原液流电池的供电效率取决于其两个罐中的液体的化学性质。“用于氧化还原液流电池的分子库目前很小，但预计在未来几年会显著增长，”Cook解释说。“我们的研究发现BODIPY很有希望能够成为其中的一员。该团队的实验将名为PM 567的粉末BODIPY染料溶解在液体中。被测试电池的电压在经历100次充放电循环后仍能保持在2.3伏以上，这将足以应用于充电宝以LED灯的供电。还有许多其它BODIPY染料可能具有更长的使用寿命和产生更高电压的潜力。该团队看到电压有损失是因为他们在试验设备中使用测试电池，而不是在完全设计好的设备中使用。“一旦确定了适当的电荷载体，就可以对电池进行优化，以确保其能达到最大电压。”Cook补充说。

“下一步是基于几个关键因素来继续开发新的性能更优的电荷载体，”Cook告诉Materials Today。例如，该团队正在使用自组装技术来构建单位电荷储量大于单个电子的分子，以便更进一步地增加液流电池的存储容量，同时该团队还致力于使它们的分子更易溶解。“浓度的增加意味着使用体积的缩小。”他补充说。另一个改进将来自使分子增大，使其不能穿过膜分离器，因此不会在电池的中间混合。

原文链接：Glowing battery

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，阮英杰编译，薛文嘉审核，点我加入材料人编辑部。

材料测试，数据分析，上测试谷！