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付永柱Adv. Sci.: 有機二硫化物的智能流動電合成及其在氧化還原液流電池中的應(yīng)用

電化學(xué)技術(shù)已被公認為形成有機二硫化物的環(huán)境友好且可持續(xù)的合成方式。然而，由于反應(yīng)物消耗的不確定性所帶來的時間/材料消耗的問題，使得尋求最優(yōu)條件的過程阻礙了其快速、大規(guī)模的發(fā)展。

在此，鄭州大學(xué)付永柱教授等人受先進的非水系氧化還原液流電池（NARFBs）技術(shù)的啟發(fā)，提出了一種有機二硫化物的智能流動電合成（SFE）方法，可以利用NARFBs的電壓曲線作為精確指標(biāo)來反映所需的反應(yīng)物信息并自動區(qū)分反應(yīng)終點。這種電化學(xué)方法也表現(xiàn)出一定的通用性和可擴展性。

此外，電解液中產(chǎn)生的有機二硫化物無需進一步純化即可用作NARFBs的活性物質(zhì)，其電化學(xué)性能很容易通過改變原材料進行調(diào)節(jié)，有效地減少了復(fù)雜合成步驟中分別優(yōu)化和設(shè)計活性材料的時間。

圖1. 有機二硫化物的SFE合成示意圖

此外，源自異丙醇和二硫化碳的有機二硫化物顯示出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（在 0.5 mA cm^-2下1000次循環(huán)中容量衰減率低至每次循環(huán)0.024%）和高庫侖效率（97%）。

所以，該策略還提供了一種可持續(xù)且低成本的分子工程方案，用于設(shè)計有機電活性分子。這種先進的氧化還原液流電池技術(shù)的啟發(fā)將對各種有機分子的SFE產(chǎn)生重要影響，尤其是一些潛在的儲能分子。

圖2. 有機二硫化物在NARFBs中的應(yīng)用

Smart Flow Electrosynthesis and Application of Organodisulfides in Redox Flow Batteries, Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202104036

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