導讀：美國的科學家稱需要進一步研究，深入了解提高氧化還原流電池中電池電壓的動力學穩定策略，使其更接近商業可行性。
美國匹茲堡大學的一組科學家分析了氧化還原流電池（RFB）商業可行性的挑戰和機遇，並認為充放電堆中電解質和電極之間的電子轉移動力學是其成功的關鍵因素。
在發表在《Joule》上的論文《Harnessing Interfacial Electron Transfer in Redox Flow Batteries》中，研究人員解釋說釩氧化還原流電池（VRFBs）由於其先進的電解質化學成分，目前被認為是最成熟和最流行的RFB技術，但釩前體和堆棧組件的成本仍然太高，因此，最近對RFB的研究重新集中在電解質設計上。
學者們解釋說目前的重大興趣集中在有機和有機金屬氧化還原偶，部分原因是由於能夠調整關鍵的物理化學特性，如還原電位和溶解度。這些電解質在實驗室研究中表現出了良好的前景，並正在早期階段的商業設備中進行初步部署。
研究團隊認為效率、壽命和成本是評估RFB的性能及其與鋰離子技術競爭能力時必須考慮的三個關鍵因素。它接著說在效率方面，到目前為止，釩氧化還原流器件已經表明，它們只有在低功率密度下工作時才能以高效率運行。這種效率和功率密度之間的權衡是由於釩氧化還原偶的動力學限制和膜分離器的傳輸限制。
由於其較低的電解液和堆積成本，不基於釩的氧化還原流電池可能代表了一種更便宜和更高效的替代方案。系統成本經常被吹捧為與成熟的二次電池如鋰離子在電網規模儲能中的主要優勢，美國集團表示這主要是由於增加流動電池的容量只需要使用更多的電解液。
界面電子轉移動力學被指出是影響RFB中電壓效率的關鍵因素，而這又是導致與固態儲能相比往返能量轉換效率較低的原因。科學家們強調：「理解並最終控制RFB中的界面電子轉移，從根本上說取決於能否準確測量反應速率作為應用電勢的函數，並在RFB運行的背景下解釋結果。需要針對RFB性能的高質量電分析和RFB活性材料的穩健表徵方法，以幫助未來的研究在這一問題上獲得洞察力。」
此外，研究團隊認為依靠從電化學催化中採用的設計策略或通過設計具有有機和有機金屬分子的電解質，表現出固有的快速、外球電子轉移反應，可以改善氧化還原流儲能的性能。學者們補充道：「儘管據介紹，這兩種技術都受到幾個關鍵的限制。RFBs的研究也將大大受益於對提高電池電壓的動力學穩定策略的深入理解。這些很可能是像鋰離子電池一樣穩定的非水系RFB所必需的，它們可能對水系同樣有用。」
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