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全铁液流电池（AIFB）凭借成本低廉、环境友好、安全性高等优势，是大规模电网储能、消纳风电光伏间歇性新能源的理想技术路线。碱性全铁液流电池规避了酸性体系腐蚀、离子交叉污染等短板，但商用石墨毡电极天生疏水、比表面积有限，电解液浸润效果差，负极反应动力学迟缓，制约电池能量效率与循环寿命，是限制该技术落地的关键瓶颈。
近日，石河子大学于锋教授团队提出了一种SiCl4原位改性策略，在石墨毡电极表面快速构建超薄无定形SiO2涂层，提升了碱性全铁液流电池的电化学性能与循环稳定性，为大规模储能技术提供了新的电极改性思路。该工作发表以“Facile In Situ Construction of SiO2?Coated Graphite Felt Electrodes Enabling 1350 Cycles in All-Iron Flow Batteries”为题，在国际著名期刊Industrial & Engineering Chemistry Research 上发表。论文第一作者石河子大学化学化工学院博士研究生苏阳，通讯作者于锋教授。
图1 摘要图
核心突破：30秒解决电极“怕水”难题
传统石墨毡电极表面疏水性较强，电解液难以渗入，导致反应活性低、电池效率差。研究团队利用光伏产业副产物SiCl4改性，在电极表面原位生成500–600 nm的SiO2涂层。改性后，电极接触角从160.6°骤降至0°实现完全超亲水；比表面积提升67%，而电阻率仅增加18%，导电网络几乎不受影响。
图2 电极制备与表征
性能硬核：效率接近80%，千次循环不衰减
在 60?mA?cm-2电流密度下，电池平均能量效率由70.42%提升至79.39%，库仑效率稳定维持在99%以上；历经1350次充放电循环（超 400 小时），能量效率仍保有76.92%。即使在160?mA?cm-2高电流密度下，电池依旧可以稳定运行千次以上，展现优异大电流适配能力与长循环稳定性。与之对比，未改性原始石墨毡电池循环百余次后性能下降明显。
图3 电极电化学性能与电池性能
变废为宝：光伏副产物的高值化出路
该方法最大亮点在于原料来源——直接利用光伏产业副产的SiCl4。与传统溶胶-凝胶法、高温煅烧等工艺相比，此法无需复杂设备、能耗极低、成本可控，在双碳背景下实现了工业废料的高值化循环利用，兼具环保与经济效益。
文章信息
Facile In Situ Construction of SiO2?Coated Graphite Felt Electrodes Enabling 1350 Cycles in All-Iron Flow Batteries
Yang Su，Xuyang Zhao，Yaxin Sun，Keke Pan，Gaojuan Guo，and Feng Yu*
Ind. Eng. Chem. Res. 2026;
https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6c02392
信息来源：科学材料站
2026中国国际石墨烯创新大会
11月13-15日 中国·温州
“2026年中国国际石墨烯创新大会”将由石墨烯产业技术创新战略联盟（CGIA）和正泰集团联合主办，将于2026年11月13-15日在温州市（乐清）举办。大会聚焦石墨烯应用市场，着力促进石墨烯创新成果与产业端的深度对接合作，推动石墨烯产业迈向高质量发展新阶段。2026中国国际石墨烯材料应用博览会将同期举办。
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