华南理工大学|梁振兴教授 AM通讯论文：从分子尺度看“距离产生美“- 大数跨境

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华南理工大学|梁振兴教授 AM通讯论文：从分子尺度看“距离产生美“

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2021-01-21

导读：本工作为理性设计二电子转移电位一致且化学稳定的新型紫精活性化合物提供了思路，这将为开发高能量、易管理与低成本的紫精基水相液流电池提供分子设计基础。

文章信息

用于水相液流电池的高容量与高稳定苯基桥连二吡啶盐

第一作者：胡树枝

通讯作者：傅志勇*，梁振兴*

单位：华南理工大学

研究背景

有机活性材料由于其组成元素丰度高、分子轨道能级易于控制等优点，被认为是一种很有前途的新一代流动电池活性材料。其中，紫精是为数不多的适用于中性水相条件的负极活性化合物之一，具有成本低、电化学性能优异等优点。以往的研究表明，当只使用一个电子转移时，基于紫精基的水相流电池可以实现1000次以上的稳定循环；考虑到容量因素，双电子转移型紫精近年来受到了研究者的极大关注。紫精分子的联吡啶盐结构决定了其电化学过程经历两步一电子转移，电池充放电时出现两个电压平台，不利于电池的管理和应用。

此外，紫精的双电子还原态具有很强的Lewis碱性，容易在水相发生副反应而失活。因此，探索两电子转移电位一致且电化学高度可逆的新型紫精活性物质，是当前紫精基液流电池发展的核心问题之一。

文章简介

近日，来自华南理工大学的傅志勇教授和梁振兴教授课题组，在Advanced Materials上发表了题为“Phenylene‐Bridged Bispyridinium with High Capacity and Stability for Aqueous Flow Batteries”的研究论文。

他们提出利用“共轭自调控策略”进行分子结构设计，利用一个可旋转的苯基基团在空间上隔离两个吡啶盐活性中心，构建一个可开关的共轭体系，即 1,1'-二[3-(三甲铵)丙基]-4,4'-(1,4-苯基)二吡啶盐四氯化物((APBPy)Cl4)。

在氧化状态下，两种吡啶盐的共轭作用是封闭的，电子相互作用较弱，表现出独立的电化学行为。因此，两电子的转移电位一致，从而简化了电池管理；还原态时共轭打开，强化电荷离域，降低了双电子还原态的Lewis碱，提高了电池的循环稳定性。

使用0.5 M（APBPy）Cl4匹配Tempo衍生物正极，单节液流电池可提供高达1.730 V的标准电池电压和20.0 Ah L-1的体积比容量。同时，在电流密度为80mA-cm-2时，电池的能量效率高达80.8%，循环稳定性好。

本文要点

要点一：本工作为理性设计二电子转移电位一致且化学稳定的新型紫精活性化合物提供了思路，这将为开发高能量、易管理与低成本的紫精基水相液流电池提供分子设计基础。

要点二： 本文的设计理念为中性水相适用多吡啶盐类活性化合物的发展指明了方向。

要点三：同时，本文提出的“共轭自调控策略”可为其他多电子有机活性化合物体系的结构调变提供借鉴。

文章链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202005839

Self-Regulated Conjugation of Phenylene-Bridged Bispyridinium with High Capacity and Stability for Aqueous Flow Battery

通讯作者介绍

梁振兴教授

华南理工大学化学与化工学院物理化学专业教授。担任广东省电化学能源工程技术研究中心主任、广东省燃料电池技术重点实验室副主任。长期从事电化学基础与应用研究工作，具体包括：扫描电化学显微镜、纳米碰撞电化学、电池用关键材料（电催化剂、电解质）、电催化反应机理与动力学、电极荷质耦合传递过程研究等。迄今在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等期刊上发表多篇研究论文。

傅志勇教授

华南理工大学化学与化工学院无机化学专业教授。担任广东省电化学能源工程技术研究中心副主任、广东省燃料电池技术重点实验室副主任。长期从事紫精类、杂多酸类化合物的光电化学特性基础与应用研究工作，具体包括：光致电子迁移型变色材料与光电催化材料、电池用无机关键材料等。迄今在Adv. Mater.，J. Mater. Chem. A, ACS Catal., Appl. Catal. B-Environ.等世界知名学术刊物上发表多篇研究论文。

课题组招聘

诚聘有机合成博士后

一、岗位设置与要求

研究方向：有机水相液流电池

岗位要求：对化学学科基础知识有良好把握，具备扎实的有机合成基础、良好的独立工作能力与团队协作精神。

二、薪酬及相关待遇

1. 学校博士后岗位设置为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类,年薪20万元—32万元人民币(税前),支持博士后申请广东省和人社部博士后人才项目，获得广东省和人社部引进计划的，在项目资助期间年薪可达到25万元—47万元(税前)。

2. 参照校内同级人员的标准缴纳社会保险和住房公积金；博士后子女可入读附属实验学校、幼儿园。

3. 提供租住公寓或租房补贴。

4. 学院、合作导师可另外给予博士后研究经费、绩效奖励等。

5. 博士后出站可申请学校“预聘-长聘制”教研系列或专职科研系列岗位。

三、材料提供