蒙特利尔大学与康考迪亚大学的联合研究团队开发出一种名为AzoBiPy的新型有机分子，该分子在储存可再生能源方面展现出创纪录的稳定性，为开发更高效的氧化还原液流电池提供了潜在路径。相关研究成果已发表于《美国化学会志》。

该研究旨在应对太阳能和风能间歇性对电网构成的挑战。研究人员在实验室的氧化还原液流电池中对AzoBiPy进行了测试。结果显示，在为期70天的测试中，该分子每日容量损失仅为0.02%，其储能能力达到多数同类分子的两倍，并具备良好的水溶性。这些特性对于提升大规模储能系统的效率具有积极意义。

研究团队指出，氧化还原液流电池的工作原理与传统电池不同，其活性材料为溶解在水溶液中的有机分子，并储存在外部容器中。该系统使用两个独立的储罐，通过中央电解池内的膜进行电子交换，实现充放电。领导研究的蒙特利尔大学教授Dominic Rochefort解释：“分子不会穿过膜进入另一个容器;它们只是通过自身的电极，经由外部电路交换电子。”

商用液流电池常使用金属钒，而此项研究探索用有机分子进行替代。有机合成专家、蒙特利尔大学教授Hélène Lebel表示：“我们开发的有机分子含有碳、氢、氮和氧：它与水和酸混合，并被氧化以驱动能量存储反应。”AzoBiPy分子属于吡啶鎓家族，其结构能促进双电子交换，从而实现更高的储能容量。

稳定性是此类有机分子面临的主要挑战。Lebel教授表示：“必须保证充放电循环能够长时间进行，而分子不会分解。”测试中，基于AzoBiPy的液流电池连续运行70天，完成192次循环后仍保持了近99%的初始容量。研究人员认为这一性能表现突出。

研究团队已在实验室环境中展示了该技术的应用潜力。在一个演示中，仅使用约两汤匙水溶液的原型电池为一组圣诞树灯持续供电8小时。Rochefort教授指出，该水基系统不易燃，这对于大型固定式储能设施而言是一个优势。

展望未来，此类技术有望用于储存可再生能源电站所发的电力，或开发更安全的家用储能系统。研究团队正在准备专利申请，并进一步探索同类分子。Lebel教授表示：“一整类具有可再生能源存储潜力的化合物正等待着我们去探索。我们预计这项技术将在10到15年内得到更广泛的应用。”

更多信息：作者：Hélène Lebel等人，标题：《4,4′-偶氮双(1-甲基吡啶鎓)作为水系有机氧化还原液流电池的双电子正极化物分子》，发表于：《美国化学会志》(2025)。期刊信息：《美国化学会志》