烷基磺酸蒽醌电解质的合成及其在液流电池中的应用

摘要

分别以1,2-二羟基蒽醌、2,6-二羟基蒽醌和1,4-二羟基蒽为原料与丙烷磺内酯反应,合成了3种烷基磺酸基蒽醌[1-羟基-2-氧丙烷磺酸基蒽醌(1,2-AQPSH2)、2,6-二氧丙烷磺酸基蒽醌(2,6-AQDPSH2)和1-羟基-2-氧丙烷磺酸基蒽醌(1,4-AQPSH2)].研究了3种烷基磺酸基蒽醌在1 mol/L NaCl水溶液中的溶解性及其在中性条件下的氧化还原性质.选取溶解性最好的烷基磺酸基蒽醌(1,4-AQPSH2)作为阳极电解质,与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(4-OH-TEMPO)阴极电解液搭配使用,以Nafion212作为离子交换膜,组装了中性水系有机氧化还原液流电池单电池,该液流电池的开路电压约为1.0 V,在60 mA/cm2电流密度下进行循环性能测试,电池的能量密度为68％,库仑效率为97％,电压效率为69％,经过75个充放电循环测试后电池的放电容量没有明显的降低,表明1,4-AQPSH2在该体系下运行具有良好的稳定性.这些结果表明1,4-AQPSH2作为中性水系有机氧化还原液流电池阳极电解液具有很好的应用前景.