研究人员成功开发出一种水性有机氧化还原液流电池(AORFB)，其性能稳定，在220次充放电循环中容量无明显衰减。

西安交通大学何刚教授带领的团队，致力于通过新的电解质设计，解决储能系统在稳定性和成本方面面临的持续挑战。研究人员在新研究中指出，液流电池因能量密度高、寿命长、安全性能优异，被视为大规模储能设备的理想候选。

此次开发的核心是改性萘二酰亚胺(NDI)衍生物，它被用作电池的阳极液。由于AORFB中地球含量丰富的成分可在水基溶液中运行，所以该电池被认为适用于大规模储能应用。

NDI衍生物是阳极电解液(负极电解液)的候选材料，因其每个分子可存储两个电子，有助于提高电池能量密度。然而，其实际应用受一些性能问题限制。NDI分子的侧链和酰亚胺环易受水性电解质中氢氧根离子的亲核攻击，导致分子分解;自由基诱导的分子聚集会使电解质粘度增加，影响电池运行。尽管此前改进提高了NDI材料的溶解度，但分子稳定性和循环耐久性仍有待提升。

为解决这些问题，研究人员采用常压法合成了两性离子修饰的NDI衍生物。引入带正负电荷的两性离子后，NDI分子间产生静电排斥，使分子排列成平行交错的堆叠模式，相邻分子夹角为42.8°，堆叠距离为3.45 Å。

这种结构带来多种效应。一方面，两性离子NDI分子上的四个带电中心((CBu)2NDI)将其溶解度提高到1.49 M;另一方面，这种排列增强了分子在还原状态下的芳香性，有助于其在电子转移过程中保持稳定。