缺乏合适的高电位阴极液阻碍了适用于大规模储能的水系氧化还原液流电池(RFBs)的发展。当充电态（氧化态）阴极液的氧化还原电位接近水的分解电位时，通常会发生水解反应，这对电池性能产生负面影响。本研究针对代表性铁基有机金属配合物阐明并解决了这一问题，表明通过几种简便手段可以有效抑制由此带来的电压损失和容量衰减。我们发现，在低成本、高电位的[Fe(bpy)3]2+/3+阴极液体系中添加活性炭布(ACC)能够延长电池寿命，并同时提升放电电压——这两种性能指标通常是相互矛盾的。通过电化学过充碳毡阴极和调节阴极液溶液pH值，也能观察到类似的效果；所有液流电池的pH值均进行了原位监测。调节溶液pH值会改变充电态阴极液的水解形态，使其从典型二聚体物种μ-O-[FeIII(bpy)2(H2O)]24+转变为较低pH下的更高电位的μ-双羟基形式，μ-[FeIII(bpy)2(H2O)(OH)]24+。

研究发现，在低pH条件下存在的游离bpyH22+与电池性能衰退有强烈关联。采用含有ACC的[Fe(bpy)3]2+/3+阴极液与过量(SPr)2Vviologen阳极液构建近中性pH值RFBs，能够在长达600个循环（41天）的过程中保持高电压放电，且未检测到明显的容量衰减。关联pH值和电压数据为深入了解具有潜在广泛应用价值的有机金属（电）化学提供了强有力的基础洞见。这些发现不仅对于一系列其他“近中性”活性物质具有指导意义，还突显了电解液pH值在水系液流电池循环内性能和长期稳定性上的关键且易被忽视的作用。

JACS：调控电解液pH改善铁基有机金属配合物水系氧化还原液流电池性能及其长期稳定性研究

研究亮点总结：

1. 针对铁基有机金属配合物阴极液在水系RFB中的水解问题，提出通过简单方法降低电压和容量损失。

2. 添加活性炭布(ACC)至阴极液存储池显著提升了电池寿命和放电电压。

3. 通过电化学过充和调节电解液pH值同样可以改善电池性能，揭示了μ-双羟基形态在较低pH下的积极作用。

4. 明确指出低pH下游离bpyH22+与电池性能衰退间的紧密联系。

5. 构建了耐久性高的近中性pH值RFBs，展现出卓越的长期循环稳定性。

6. 通过研究pH与电压之间的关系，为改进水系液流电池和其他潜在应用领域中的有机金属化合物的性能提供了基础科学见解。

结论：本研究揭示了通过调节铁基有机金属配合物水系氧化还原液流电池电解液的pH值，有效抑制了阴极液水解现象，实现了电压和容量损失的减少，并显著提高了电池的长期运行性能。添加活性炭布和电化学调控阴极材料状态均为有效的策略。此外，通过监测电解液pH值与电池性能参数之间的关系，深化了对近中性pH条件下有机金属配合物（电）化学行为的理解，这对于设计和优化一系列“近中性”活性物质的水系液流电池性能具有深远的指导意义。

Critical Roles of pH and Activated Carbon on the Speciation and Performance of an Archetypal Organometallic Complex for Aqueous Redox Flow Batteries，JACS.

JACS：调控电解液pH改善铁基有机金属配合物水系氧化还原液流电池性能及其长期稳定性研究

Critical Roles of pH and Activated Carbon on the Speciation and Performance of an Archetypal Organometallic Complex for Aqueous Redox Flow Batteries，JACS.

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