在全球能源結構向清潔低碳轉型的浪潮中，長時儲能技術已成為支撐新型電力系統穩定運行的關鍵支柱。隨著風電、光伏等可再生能源的大規模并網，如何實現電能的高效存儲與靈活調配，成為制約能源革命深入推進的核心瓶頸。

堿性鋅基液流電池憑借高安全、高電壓、低成本的顯著優勢，從眾多儲能技術中脫穎而出，成為長時儲能領域的研究熱點，但其商業化進程卻長期受制于循環壽命短的技術難題。近日，西安交通大學研究團隊的一項突破性成果，為這一困境帶來了根本性轉機。

?
基于L-絲氨酸添加劑構建有機分子差速鎖的電解液調控策略（圖源：西安交大）

堿性鋅基液流電池的核心痛點，在于其負極側存在的動力學失配問題。鋅離子在電解液中的傳輸速度相對緩慢，而電化學反應卻異常迅猛，這種速率上的不協調極易引發一系列負面影響：鋅枝晶的無序生長會刺穿電池隔膜，導致內部短路；析氫等副反應則會消耗電解質、降低電池效率，最終嚴重縮短電池的循環壽命。

長期以來，科研界多聚焦于單一維度的電解液添加劑設計，試圖通過局部優化緩解問題，但始終難以從根本上協同解決離子傳輸與電化學反應之間的矛盾，這也成為阻礙該技術走向規模化應用的關鍵難題。

面對這一行業挑戰，中國科學院院士、西安交通大學國家儲能技術產教融合創新平臺（中心）主任何雅玲，攜手能源與動力工程學院李印實教授團隊，經過長期攻關創新性地提出了“有機分子差速鎖”概念，為解決鋅基液流電池的穩定性問題提供了全新思路。

團隊選用L-絲氨酸作為多功能電解質添加劑，構建起精準調控電解液特性的系統性策略，實現了對電解液體相和電極界面的分區協同優化，巧妙化解了傳輸與反應的動力學矛盾。

這一創新策略的精妙之處在于其對電池內部關鍵過程的精準把控。在體相電解液中，L-絲氨酸能夠重塑鋅離子的溶劑化結構，有效提升離子傳輸速率，同時利用自身的空間位阻效應，適度減緩電化學反應動力學，讓原本 “快慢失衡” 的兩個過程趨于協調；而在電極界面，L-絲氨酸憑借優先吸附特性，能夠引導鋅離子在電極表面均勻沉積，從源頭抑制鋅枝晶的生長，同時形成一層致密的保護層，顯著減輕析氫等副反應對電池性能的破壞。

這種體相調控與界面優化的雙重作用機制，如同為電池內部安裝了一套智能差速鎖，讓離子傳輸與電化學反應始終保持動態平衡。

實驗數據充分驗證了該技術的卓越性能。采用這一電解液調控策略的堿性鋅鐵液流電池，在50毫安/平方厘米（30毫安時/平方厘米）的電流密度下，能夠穩定運行超過230小時，循環穩定性較傳統方案實現了質的飛躍。

李印實教授介紹，這項研究不僅證實了L-絲氨酸添加劑的多重作用機制，更重要的是為鋅基液流電池的性能優化提供了全新的理論依據和技術路徑，打破了以往單一維度優化的局限。相關研究成果近日已在線發表于國際知名期刊《先進功能材料》，獲得了國際學術界的高度關注。