阿貢國家實驗室的研究人員找到了一種使用熒光實時監(jiān)測氧化還原液流電池性能的方法。他們使用2,1,3-苯并噻二唑作為氧化還原活性分子在電解質(zhì)中存儲能量。該分子充當(dāng)能量載體，并發(fā)出一個稱為“交叉”的信號。

氧化還原流量存儲設(shè)備通過將能量存儲在兩個單獨的液體箱中來工作。儲罐需要不同的氧化還原劑，它們是氧化還原活性分子，可以在電池的電解質(zhì)中存儲能量。這些分子接收和發(fā)出電子或帶負(fù)電的粒子。它們的電化學(xué)性質(zhì)會受到支持電解質(zhì)的選擇的顯著影響。

學(xué)者說：“電池液還含有輔助電解質(zhì)，這是一種鹽溶液，可以在電池的正極和負(fù)極之間傳導(dǎo)電流?！薄胞}穿過儲罐之間的膜移動，以平衡氧化還原劑的充放電?！?/p>

為了能夠?qū)崟r監(jiān)視RFB性能，碳基氧化還原分子可以用作能量載體，也可以發(fā)出信號，稱為“交叉”。當(dāng)氧化還原聚合物遷移到電池的錯誤一側(cè)時，會發(fā)生此問題。

“在這種情況下，這尤其具有挑戰(zhàn)性，因為我們要處理溶解在電解質(zhì)中的非常小的分子以及多孔的膜，”研究人員LuZhang說，并指出當(dāng)氧化還原劑穿透膜之間的氧化還原劑時，電池性能會受到很大影響。

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Argonne的科學(xué)家提出了一種很有前景的非水有機(jī)氧化還原液流電池用陽極電解液分子，稱為2,1,3-苯并噻二唑（BzNSN），因為它可以溶于溶劑型電解質(zhì)中。同時，可以將其設(shè)計為在紫外光下發(fā)出熒光。

他們解釋說：“這些特性使其成為某些類型的液流電池中健康狀況自我報告劑的極佳候選者?！?/p>

科學(xué)家在美國能源部納米級材料中心進(jìn)行了熒光測量，以分析普通液流電池液中BzNSN分子的熒光。他們的測試表明，這些分子表現(xiàn)出不同的行為，具體取決于所使用的電解質(zhì)鹽。電化學(xué)穩(wěn)定性測量還顯示，特別是一種BzNSN分子構(gòu)型在處于充電狀態(tài)時，能夠在幾天的時間內(nèi)保持電化學(xué)功能和穩(wěn)定性。

科學(xué)家還進(jìn)行了另一項實驗，該實驗表明分子在紫外線下的熒光發(fā)光可以表明分子的運動方式如何變化，具體取決于電解質(zhì)的組成。

研究人員莉莉·羅伯森（LilyRobertson）說：“熒光檢測比其他方法具有很大的優(yōu)勢，因為它具有很高的靈敏度。”“我們看到了它的分子越過分鐘?！?/p>

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他們在最近發(fā)表在ACS出版物中的“氧化還原液流電池的熒光自報告”中描述了他們的發(fā)現(xiàn)。