【新一代液流电池储能技术研究取得进展】中科院院网、中国科学报：近期，中国科学院金属研究所材料腐蚀与防护中心腐蚀电化学课题组在新一代低成本全铁液流电池储能技术领域取得了一系列重要进展。相关研究成果先后发表在Journal of Materials Chemistry A和Small上，金属所博士研究生宋玉玺为论文的第一作者，金属所研究员唐奡为论文的通讯作者。
《中国科学报》从金属所获悉，水系液流电池技术以其本质安全、环境友好等优势，是长时储能领域首选的技术之一。但是现阶段较高的钒价格，一定程度限制了技术成熟度最高的全钒液流电池技术的规模化发展。因此，开发新一代低成本液流电池技术是突破现有产业化瓶颈的有效途径，也是国家“十四五”期间对液流电池储能技术持续发展提出的新要求和新方向。
研究发现，全铁液流电池以中性氯化亚铁作为活性物质，成本低廉、环境友好、能量密度高，但铁负极存在析氢、水解和铁枝晶团簇问题，严重制约了铁负极和全铁液流电池的长期循环稳定性。
针对这一问题，研究人员在氯化亚铁水溶液中引入柠檬酸钠，强配体柠檬酸根通过羧基与Fe2+离子结合形成稳定的配位结构，改变了Fe2+离子在水溶液中固有的六水合结构形式，进而抑制水解及避免还原过程中的析氢反应，有效改善了Fe/Fe2+沉积—溶解反应的可逆性，组装的全铁液流电池实现了99.3%电流效率、70%能量效率和300圈循环100%的高容量保持率，循环寿命提升了11倍。
研究结果证明了配位化学设计策略可有效改进铁负极固有问题，为实现全铁液流电池铁负极高效沉积/溶解反应提供了新途径，相关研究成果发表于Journal of Materials Chemistry A。
研究还发现，配位化学设计策略在提升全铁液流电池循环可逆性方面展现了显著效果，但高结合能下铁配位结构的氧化还原电位会发生偏移，一定程度限制了全铁液流电池高功率输出特性。
针对这一问题，研究人员通过进一步选取富含极性基团的极性溶剂DMSO作为负极溶液添加剂，可协同实现Fe2+离子的主溶剂化鞘层重塑及Fe2+离子的择优晶面生长，有效抑制了水合氢离子的析氢反应，促进了Fe2+离子在平整的Fe(110)晶面优先形核，最终形成均匀、无枝晶的铁沉积形貌。得益于极性溶剂的双功能调控，组装的全铁液流电池可实现134 mW cm-2的输出功率密度、75%的能量效率和98.6%的容量保持率，循环稳定性提升了130%，为低成本长寿命全铁液流电池技术产业化开发提供了技术支撑，相关研究成果发表于Small。
《中国科学报》从金属所获悉，水系液流电池技术以其本质安全、环境友好等优势，是长时储能领域首选的技术之一。但是现阶段较高的钒价格，一定程度限制了技术成熟度最高的全钒液流电池技术的规模化发展。因此，开发新一代低成本液流电池技术是突破现有产业化瓶颈的有效途径，也是国家“十四五”期间对液流电池储能技术持续发展提出的新要求和新方向。
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每日科技名词|仿生表面
来源：全国科学技术名词审定委员会
仿生表面
biomimetic surface
全称：仿生功能表面
定义：模仿生物功能原理的表面。
学科：机械工程_机械设计与制图_机械设计_机械仿生学
相关名词：生物附着 黏附力 减阻
现存的生物都进化出各自的特点以适应环境：如鲨鱼因表皮覆盖具有减阻功能的微米级肋条鳞状突起结构而能在水下快速游动；壁虎因脚掌覆盖百万根可与壁面形成强大附着力的亚微米级角蛋白毛而能在垂直墙壁和天花板上自由行走；荷叶因表面覆盖微纳米粗糙结构和低表面能蜡层而具有超疏水自清洁效应；蚊子口针因带有微纳米锯齿结构下颚而能无痛刺入人体皮肤并吸食血液；贝壳珍珠层因具有由微米级的碳酸钙薄片和更薄的有机基质以“砖—泥”形式组成多尺度多级次结构而比普通碳酸钙具有优异得多的力学性能。
自然界中的生物表面因具有特殊微结构而拥有抗冰、抗腐蚀、抗生物附着、超强黏附力、减阻、自清洁、减摩耐磨、抗冲蚀等优异功能，这为科学技术的发展和进步提供了模仿和借鉴思路[OK]
我国在仿生表面的基础研究和应用研究方面处于国际先进水平，清华大学、北京航空航天大学、吉林大学、香港城市大学等单位在揭示生物体与特殊功能的构效关系、建立仿生表面的设计准则以及推进仿生表面的实际应用方面作出了贡献，其中吉林大学模仿生物脱附减阻特征发明了减粘犁壁、防粘镇压辊、减摩活塞、耐磨轧辊和钻头等多种仿生表面产品。[强] https://t.cn/A6KUtp9c
来源：全国科学技术名词审定委员会
仿生表面
biomimetic surface
全称：仿生功能表面
定义：模仿生物功能原理的表面。
学科：机械工程_机械设计与制图_机械设计_机械仿生学
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