维生素B2助力液体电池商业化

材料牛注：受人体储能机制启发，哈佛大学一研究团队通过使用改性有机维生素B2，制造出一种碱性液体电池。这种新方法使液体电池实现高容量、低成本并且绿色环保，让其商业化成为可能。

受人体储能机制的启发，哈佛大学的研究人员提出了一种用改性维生素B2分子制作碱性液体电池的方法。研究人员认为，由于这些分子有着无毒、非易燃、生产成本低的特点，人们将不再受太阳能、风能一类的间歇性能源限制，此举可解决大规模电力储存问题，它将为大规模电能存储带来一场革新。

液体电池是可重复充电的能量存储单元，这些储存单元是将化学溶液保存在由膜分隔的两个外部贮箱中。当它从风能或太阳能等绿色能源获得能量后，就可驱使电子从正极溶液端迁入负极溶液端，一旦电池接通，就会产生反向电流。一般情况下，电池电压在1.0至2.2伏的范围内，并且外部储存槽越大，所能储存的能量越多。

在这项新的研究之前，就有哈佛科学家在酸性电解质中，使用带电的有机化合物醌类替代传统的金属离子。之后，研究人员在此基础上，研发出一种能在碱性溶液中带电的醌，这种醌就是通过用亚铁氰化物替换原有的溴添加剂而获得的，其中，亚铁氰化物是一种添加到诸如食盐里的普通抗结剂。

这项工作最终促使研究人员决心找到一个更环保的醌。一番波折后，研究人员最终发现，维生素B2可以作为醌的替代品。维生素B2有助于将来自食物中的能量储存在体内，其与醌两者之间的主要区别是交换电子的方式不同，前者用氮原子后者用氧原子。

哈佛大学教授Michael J. Aziz表示，“只需对原始的B2分子进行简单的改性，就能让这种新型分子成为一种碱性液体电池的理想材料。且这一类材料具有高度稳定性与可溶性，能够提供较高的电池电压与储存容量。另一方面，由于维生素十分易于制造，所以这种分子也能够以较低的成本实现大规模的制造。”

当然，成功并非一帆风顺。在将改性的维生素B2应用于此研究之前，来自哈佛的这支研究团队曾尝试过非常多的有机分子，最终拥有高性能、低成本的维生素B2脱颖而出，成为最佳的选择。

维生素B2分子的成功应用，为研究团队使用类似的有机分子开辟了一个探索和利用的新领域。与此同时，他们还打算继续深入研究下去，利用在自然界已发现的类似储能机制，进而研发出一种高性能、持久、基于有机物打造的液体电池。

参考原文链接： High capacity, low-cost flow battery powers up with the help of vitamins

文献链接： A redox-flow battery with an alloxazine-based organic electrolyte

本文由编辑部丁菲菲提供素材，王化伟编译，黄琼审核， 点我加入材料人编辑部。