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Anthraquinone Derivatives in Aqueous Flow Batteries
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2016-12-14 , DOI: 10.1002/aenm.201601488 Michael R. Gerhardt 1 , Liuchuan Tong 2 , Rafael Gómez-Bombarelli 2 , Qing Chen 1 , Michael P. Marshak 3 , Cooper J. Galvin 4 , Alán Aspuru-Guzik 2 , Roy G. Gordon 1, 2 , Michael J. Aziz 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2016-12-14 , DOI: 10.1002/aenm.201601488 Michael R. Gerhardt 1 , Liuchuan Tong 2 , Rafael Gómez-Bombarelli 2 , Qing Chen 1 , Michael P. Marshak 3 , Cooper J. Galvin 4 , Alán Aspuru-Guzik 2 , Roy G. Gordon 1, 2 , Michael J. Aziz 1
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Anthraquinone derivatives are being considered for large scale energy storage applications because of their chemical tunability and rapid redox kinetics. The authors investigate four anthraquinone derivatives as negative electrolyte candidates for an aqueous quinone‐bromide redox flow battery: anthraquinone‐2‐sulfonic acid (AQS), 1,8‐dihydroxyanthraquinone‐2,7‐disulfonic acid (DHAQDS), alizarin red S (ARS), and 1,4‐dihydroxyanthraquinone‐2,3‐dimethylsulfonic acid (DHAQDMS). The standard reduction potentials are all lower than that of anthraquinone‐2,7‐disulfonic acid (AQDS), the molecule used in previous quinone‐bromide batteries. DHAQDS and ARS undergo irreversible reactions on contact with bromine, which precludes their use against bromine but not necessarily against other electrolytes. DHAQDMS is apparently unreactive with bromine but cannot be reversibly reduced, whereas AQS is stable against bromine and stable upon reduction. The authors demonstrate an AQS‐bromide flow cell with higher open circuit potential and peak galvanic power density than the equivalent AQDS‐bromide cell. This study demonstrates the use of chemical synthesis to tailor organic molecules for improving flow battery performance.
中文翻译：
水流电池中的蒽醌衍生物
蒽醌衍生物因其化学可调性和快速的氧化还原动力学而被考虑用于大规模的能量存储应用。作者研究了四种蒽醌衍生物作为水性醌-溴化物氧化还原液流电池的负电解质候选者：蒽醌-2-磺酸（AQS），1,8-二羟基蒽醌-2,7-二磺酸（DHAQDS），茜素红S（ ARS）和1,4-二羟基蒽醌-2,3-二甲基磺酸（DHAQDMS）。标准还原电位均低于以前的醌-溴化物电池中使用的分子蒽醌-2,7-二磺酸（AQDS）。DHAQDS和ARS与溴接触时会发生不可逆的反应，这使得它们无法用于溴，但不一定用于其他电解质。DHAQDMS显然与溴不反应，但不能可逆地还原，而AQS对溴稳定，还原后也稳定。作者证明了一个AQS溴化流通池比同等的AQDS溴化流通池具有更高的开路电势和峰值电流功率密度。这项研究表明使用化学合成来定制有机分子以改善液流电池性能。
更新日期：2016-12-14
中文翻译：
水流电池中的蒽醌衍生物
蒽醌衍生物因其化学可调性和快速的氧化还原动力学而被考虑用于大规模的能量存储应用。作者研究了四种蒽醌衍生物作为水性醌-溴化物氧化还原液流电池的负电解质候选者：蒽醌-2-磺酸（AQS），1,8-二羟基蒽醌-2,7-二磺酸（DHAQDS），茜素红S（ ARS）和1,4-二羟基蒽醌-2,3-二甲基磺酸（DHAQDMS）。标准还原电位均低于以前的醌-溴化物电池中使用的分子蒽醌-2,7-二磺酸（AQDS）。DHAQDS和ARS与溴接触时会发生不可逆的反应，这使得它们无法用于溴，但不一定用于其他电解质。DHAQDMS显然与溴不反应，但不能可逆地还原，而AQS对溴稳定，还原后也稳定。作者证明了一个AQS溴化流通池比同等的AQDS溴化流通池具有更高的开路电势和峰值电流功率密度。这项研究表明使用化学合成来定制有机分子以改善液流电池性能。
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