基于1,10-Phen和2,2-Bpy的铜配合物氧化还原对的实验评估：寻找电化学储能系统的替代方案

《European Journal of Inorganic Chemistry》：Experimental Evaluation of Redox Couples of Copper Complexes Based on 1,10-Phen and 2,2-Bpy in an Aprotic Medium: In Search of Alternatives for Electrochemical Energy Storage Systems

本研究以铜盐（CuCl?、Cu(NO?)?）及其配合物为对象，通过循环伏安法、电化学阻抗谱及SEM分析，探讨铜氧化还原对在石墨电极上的可逆性及沉积行为，发现配体1,10-苯和2,2-联吡啶能显著改善Cu?物种稳定性，最终实现1.2 V的高效电池电位，为全铜电池研发提供新策略。

　　

摘要

本手稿重点研究了铜盐及其配合物在 ??-? ???(RFB)中的应用潜力。首先，评估了CuCl?和Cu(NO?)?盐在乙腈中的铜氧化还原对，随后使用1,10-phen和2,2-bpy作为配体合成了相应的配合物。电化学评估采用了循环伏安法，并结合了分光光度法进行。此外，还进行了电化学阻抗谱（EIS）研究，并展示了在负电位下电解后表面电极的SEM表征结果。循环伏安图显示，在不含配合物的介质中使用石墨电极时，铜氧化还原对具有良好的可逆性。沉积物在工作电极的整个表面上呈现出明确且均匀的几何形态。然而，紫外-可见光谱测试表明，未形成配合物的Cu?物种稳定性较低。对于合成的配合物，循环伏安法观察到Cu(I)物种具有良好的可逆性。通过合理配置铜盐（无论是否含有配体），可以实现1.2 V的电池电位，这一电位对于铜电池来说具有相当的竞争力。

图形摘要

对CuCl?和Cu(NO?)?盐在乙腈中的铜氧化还原对进行了电化学和分光光度评估，并使用1,10-phen和2,2-bpy作为配体合成了相应的配合物。结果表明，在所有介质中使用石墨电极时，Cu(II)/Cu(I)氧化还原对具有良好的可逆性。循环伏安法和电化学阻抗谱显示，当使用铜配合物时，在阴极过程中主要发生不可逆的电化学反应，这一点通过其他技术得到了验证。通过合理配置铜盐（无论是否含有配体），可以实现1.2 V的电池电位，这一电位对于全铜流动电池来说具有相当的竞争力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向相应作者索取。