鋅基液流電池由于其高能量密度和低成本的等特點而受到高度關注。然而，它們的可靠性通常受到不可控鋅枝晶的限制。

在此，中國科學院大連化學物理研究所李先鋒、袁治章、李國輝等人利用有機配體在負極和正極之間設計了一座人工橋，以實現鋅基液流電池中鋅成分從體液到負極界面區的快速轉移。配體作為橋梁，首先與鋅成分配位，然后吸附在負極表面，為鋅成分構建定向三維傳輸通道，從而實現高度均勻致密的鋅形態。

重要的是，以有機配體為負極的堿性鋅-鐵液流電池堆在 40 mA cm^-2的條件下實現了約 700 小時的穩定循環，平均庫侖效率為 98.04%，能量效率為 88.53%。

圖1. 作用機制

總之，該工作利用 EDTA 配體在負極和正極之間架起了一座物理化學界面橋，用于堿性鋅-鐵液流電池。EDTA 配體不僅能改變鋅成分的配位結構，從 Zn(OH)₄²變為 EDTA-Zn(OH)₃，還能通過物理化學界面橋為鋅成分構建快速離子傳輸通道。

得益于物理化學界面橋，Zn||Zn 對稱電池在 80 mA cm^-2的高電流密度下，通過理想的鍍鋅/條紋工藝，實現了11.75 Ah cm^-2的顯著總沉積累積容量。不含鋅枝晶，AZIFB 單體電池和電池堆都能達到較高的循環性能。因此，該項工作能有效提高堿性鋅鐵液流電池的循環穩定性，縮小液流電池單體開發與電池堆運行之間的差距，為促進高效長壽命鋅基電池的開發提供了一條可行的途徑。

圖2. AZIFB 和 AZIFB 電池堆的電解液性能

Artificial Bridge between Anode and Anolyte Enabled by Organic Ligand for Sustainable Zinc-Based Flow Batteries, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee02693k