阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員找到了一種使用熒光實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氧化還原液流電池性能的方法。他們使用2,1,3-苯并噻二唑作為氧化還原活性分子在電解質(zhì)中存儲(chǔ)能量。該分子充當(dāng)能量載體，并發(fā)出一個(gè)稱為“交叉”的信號(hào)。

氧化還原流量存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)將能量存儲(chǔ)在兩個(gè)單獨(dú)的液體箱中來(lái)工作。儲(chǔ)罐需要不同的氧化還原劑，它們是氧化還原活性分子，可以在電池的電解質(zhì)中存儲(chǔ)能量。這些分子接收和發(fā)出電子或帶負(fù)電的粒子。它們的電化學(xué)性質(zhì)會(huì)受到支持電解質(zhì)的選擇的顯著影響。

學(xué)者說(shuō)：“電池液還含有輔助電解質(zhì)，這是一種鹽溶液，可以在電池的正極和負(fù)極之間傳導(dǎo)電流。”“鹽穿過(guò)儲(chǔ)罐之間的膜移動(dòng)，以平衡氧化還原劑的充放電。”

為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視RFB性能，碳基氧化還原分子可以用作能量載體，也可以發(fā)出信號(hào)，稱為“交叉”。當(dāng)氧化還原聚合物遷移到電池的錯(cuò)誤一側(cè)時(shí)，會(huì)發(fā)生此問(wèn)題。

“在這種情況下，這尤其具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槲覀円幚砣芙庠陔娊赓|(zhì)中的非常小的分子以及多孔的膜，”研究人員LuZhang說(shuō)，并指出當(dāng)氧化還原劑穿透膜之間的氧化還原劑時(shí)，電池性能會(huì)受到很大影響。

Argonne的科學(xué)家提出了一種很有前景的非水有機(jī)氧化還原液流電池用陽(yáng)極電解液分子，稱為2,1,3-苯并噻二唑（BzNSN），因?yàn)樗梢匀苡谌軇┬碗娊赓|(zhì)中。同時(shí)，可以將其設(shè)計(jì)為在紫外光下發(fā)出熒光。

他們解釋說(shuō)：“這些特性使其成為某些類型的液流電池中健康狀況自我報(bào)告劑的極佳候選者。”

科學(xué)家在美國(guó)能源部納米級(jí)材料中心進(jìn)行了熒光測(cè)量，以分析普通液流電池液中BzNSN分子的熒光。他們的測(cè)試表明，這些分子表現(xiàn)出不同的行為，具體取決于所使用的電解質(zhì)鹽。電化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)量還顯示，特別是一種BzNSN分子構(gòu)型在處于充電狀態(tài)時(shí)，能夠在幾天的時(shí)間內(nèi)保持電化學(xué)功能和穩(wěn)定性。

科學(xué)家還進(jìn)行了另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)表明分子在紫外線下的熒光發(fā)光可以表明分子的運(yùn)動(dòng)方式如何變化，具體取決于電解質(zhì)的組成。

研究人員莉莉·羅伯森（LilyRobertson）說(shuō)：“熒光檢測(cè)比其他方法具有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗哂泻芨叩撵`敏度。”“我們看到了它的分子越過(guò)分鐘。”

他們?cè)谧罱l(fā)表在ACS出版物中的“氧化還原液流電池的熒光自報(bào)告”中描述了他們的發(fā)現(xiàn)。