An amphoteric and hydrogen-bond-rich artificial α-amino acid for highly durable aqueous redox flow batteries
Notice bibliographique
Résumé
Aqueous organic redox flow batteries offer promising prospects for large-scale, high-safety, and cost-effective energy storage systems with no reliance on scarce mineral resources. However, challenges such as limited water solubility and poor stability hinder the practical application of organic redox molecules in aqueous organic redox flow batteries. Herein, we report the design and synthesis of an artificial redox-active α-amino acid molecule by functionalizing 1,5-dihydroxyanthraquinone with natural cysteine side group, which exhibits enhanced aqueous solubility and redox reversibility in alkaline aqueous organic redox flow batteries. Owing to its unique zwitterionic structure and abundant hydrogen bonds, the negolyte based on artificial α-amino acid molecule exhibits a very low capacity decay rate of 0.00025% per cycle (equivalent to 0.011% per day) under 1 M electron transfer. Theoretical simulations and spectroscopic analyses underscore the importance of the symmetric distribution and abundant hydrogen-bonding interactions of amphipathic amino acid side chains in enhancing the stability of the anthraquinone redox core and reducing its dimerization, as well as enhancing its water solubility and redox reversibility. This study presents the promising potential of nature-inspired principles in designing electrochemically stable, redox-active organic molecules, contributing to the advancement of large-scale, biocompatible, and sustainable aqueous organic redox flow batteries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».