能夠儲存光伏發電和風力渦輪機產生的能量的技術可以在能源行業的脫碳中發揮關鍵作用。太陽能電池和風力渦輪機的運行都依賴于合適的天氣條件，電網規模的儲能解決方案可以幫助存儲太陽出來和風吹時產生的能量，以便以后使用。
這些存儲解決方案中最有前途的是所謂的水性氧化還原液流電池（aqueous redox flow batteries，ARFB），其設計旨在用于在化學溶液中存儲能量。這些電池具有多種優點，包括安全性、使用壽命長、功率容量大和制造成本低。
盡管具有這些顯著的優勢，但制造具有長使用壽命的可靠ARFB仍然具有挑戰性，因為這些電池的性能嚴重依賴于其兩側（分別包含帶正電和帶負電的電解質）之間的平衡。ARFB電池內競爭性的水分解反應會損害其庫侖效率，對兩側之間的平衡產生不利影響并縮短電池的使用壽命。
據外媒報道，哈佛大學（Harvard University）的研究人員最近推出一種策略，通過實現溫和的pH解耦水流電池，可以幫助減輕這種影響。期刊《Nature Energy》中描述到，這一策略需要使用弱酸性和弱堿性電解質，以減輕化學溶液之間的交叉，從而防止先前報道的效率降低。
研究人員Dawei Xi、Abdulrahman M. Alfaraidi及其同事表示：“在ARFB的兩種電解質之間建立pH值差異（pH解耦）可以使電池電壓超過1.23V熱力學水分解窗口，但酸堿交叉會影響效率和壽命。我們采用弱酸性和弱堿性電解質來減輕交叉，實現高往返能量效率，且開路電壓>1.7 V。”
研究人員創建的ARFB包含pH值約為13的帶負電電解質和pH值約為3的帶正電電解質。研究小組發現，該設計將電解質之間的交叉率顯著降低至小于0.3 nmol s-1 cm-2，實現了1.7 V以上的開路能效和較長的使用壽命。
Xi、Alfaraidi和即其他同事寫道：“我們實施了酸堿再生系統，定期將電解質恢復到初始pH值。該組合系統在穩定運行一周多的過程中，每天的容量衰減率<0.07%，往返能源效率>85%，庫侖效率約為99%。成本分析表明，如果pH解耦ARFB實現更高的電壓輸出和更低的電阻，則可以提高酸堿交叉的耐受性。”
研究人員采用的這種基于溫和pH解耦的策略很快就能幫助提高ARFB的性能、壽命、倍率能力和能源效率。這反過來可能對未來可再生能源產生的能源存儲產生重要影響，同時也可能有助于增強電網規模、遠程供電和電動汽車充電系統。
