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Ferrocene to functionalized ferrocene: a versatile redox-active electrolyte for high-performance aqueous and non-aqueous organic redox flow batteries
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-07-11 , DOI: 10.1039/d3ta01747h
Soumen Giri 1 , Ipsa Dash 1
Affiliation  

There is a significant need for large-scale energy storage systems for the current state of grid technology that can provide high reliability, minimal maintenance, environment-friendly, and high safety characteristics. In this regard, lithium-ion battery technology solved many challenges; however, the uneven abundance of lithium across the world triggers doubts about its practicability as a long-term large-scale energy storage solution. In the quest for new technology, redox flow batteries (RFBs) offer a great solution in terms of energy efficiency, specific capacity, and peak power density. To date, much focus has been devoted to the improvement of vanadium RFBs, whereas organic redox flow batteries (ORFBs) are the breakthrough from the recently developed RFBs. The ORFBs contain organic molecules as their electrolytes, which are dissolved in either aqueous or nonaqueous solvents. During the search for high-potential electrolyte molecules, ferrocene (Fc) emerged as the most promising organometallic molecule due to its high economic value, wide availability, less toxicity, and low environmental impact. Hence, extensive research and development efforts have been employed on optimizing the structure of the Fc-molecule to enhance ferrocene's solubility in various solvents. The purpose of this review article is to provide a concise and thorough overview of the evolution of various synthetic approaches and electrochemical measurements on ferrocene-based aqueous and non-aqueous RFBs. In the final section of this article, we have delved into the future perspective and outlook of functionalized ferrocene-based RFBs.

中文翻译:

二茂铁到功能化二茂铁:用于高性能水性和非水性有机氧化还原液流电池的多功能氧化还原活性电解质

当前的电网技术水平迫切需要能够提供高可靠性、最少维护、环境友好和高安全特性的大规模储能系统。在这方面,锂离子电池技术解决了很多挑战;然而,全球锂储量的不均匀引发了人们对其作为长期大规模储能解决方案的实用性的怀疑。在寻求新技术的过程中,氧化还原液流电池 (RFB) 在能源效率、比容量和峰值功率密度方面提供了出色的解决方案。迄今为止,人们的注意力主要集中在钒 RFB 的改进上,而有机氧化还原液流电池(ORFB)是最近开发的 RFB 的突破。ORFB含有有机分子作为电解质,它们溶解在水性或非水性溶剂中。在寻找高电位电解质分子的过程中,二茂铁(Fc)因其高经济价值、广泛可用性、低毒性和低环境影响而成为最有前途的有机金属分子。因此,人们进行了大量的研究和开发工作来优化Fc分子的结构,以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。在寻找高电位电解质分子的过程中,二茂铁(Fc)因其高经济价值、广泛可用性、低毒性和低环境影响而成为最有前途的有机金属分子。因此,人们进行了大量的研究和开发工作来优化Fc分子的结构,以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。在寻找高电位电解质分子的过程中,二茂铁(Fc)因其高经济价值、广泛可用性、低毒性和低环境影响而成为最有前途的有机金属分子。因此,人们进行了大量的研究和开发工作来优化Fc分子的结构,以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。二茂铁(Fc)因其经济价值高、可用性广、毒性小、环境影响小而成为最有前途的有机金属分子。因此,人们进行了大量的研究和开发工作来优化Fc分子的结构,以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。二茂铁(Fc)因其经济价值高、可用性广、毒性小、环境影响小而成为最有前途的有机金属分子。因此,人们进行了大量的研究和开发工作来优化Fc分子的结构,以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。我们在优化 Fc 分子结构以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度方面进行了大量的研究和开发工作。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。我们在优化 Fc 分子结构以提高二茂铁在各种溶剂中的溶解度方面进行了大量的研究和开发工作。本文的目的是对基于二茂铁的水性和非水性 RFB 的各种合成方法和电化学测量的演变提供简洁而全面的概述。在本文的最后部分,我们深入探讨了功能化二茂铁基 RFB 的未来前景和前景。
更新日期:2023-07-11
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