在中国科学报大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）储能技术研究部的实验室里，一排排液流电池测试装置正安静地运转。电解液在管路中缓缓循环，电化学反应悄然发生。这是大连化物所副研究员谢聪鑫再熟悉不过的场景——过去十余年，他大部分时间都在与这些瓶瓶罐罐和电化学工作站打交道。

但就是在这看似平静的实验室里，他和团队接连突破了多项高能量密度液流电池的关键技术，揭示了多电子转移电化学反应机制，优化了电化学反应路径，构建出多种快速、可逆的多电子转移反应，显著提升了液流电池的能量密度。

当被问到对研究工作的判断标准时，他给出了自己的答案：创新性——突破现有认知或技术瓶颈；实用性——契合行业需求、具备实际应用价值；严谨性——实验数据扎实、逻辑论证严密，经得起同行检验。“我的梦想就是攻克储能领域关键技术瓶颈，推动我国液流电池技术走在国际前列，为国家能源转型和双碳事业贡献力量。”谢聪鑫说。

谢聪鑫。大连化物所供图

沃土滋养的科研初心

谢聪鑫与大连化物所的缘分，要从求学时期说起。“当初选择大连化物所，是被这里顶尖的科研平台所吸引。”谢聪鑫回忆道。让他最终选择留下的，不仅仅是硬件条件。“多年来，所里前辈的悉心指导、团队的凝聚力，以及国家重点实验室的支持，让我能心无旁骛做研究。这份归属感和成长空间，是我一直扎根于此的核心原因。”

这种“归属感”不是一句空话。在采访中，他多次提到团队的力量——“思路是团队长期文献积累、反复实验摸索、集体研讨碰撞的结果”“靠着团队成员互相鼓励、并肩坚持”。在大连化物所储能技术研究部，老一辈科学家严谨治学的态度与青年科研人员敢于创新的锐气，形成了一种独特的“传帮带”文化。谢聪鑫既是这种文化的受益者，也成为它的传承者。

而他最初选择液流电池作为研究方向，是看准了储能技术是国家能源转型的关键方向。“当时行业正处于起步探索期，国家重视新能源发展，迫切需要稳定可靠的储能技术支撑，这让我坚定了深耕这个领域的想法。”而随着研究的深入，他意识到传统液流电池能量密度偏低的短板，于是主动转向更具挑战性的高能量密度新体系。

他的第一次液流电池研究，是从最基础的电解液配制、电池组装开始的。没有惊天动地的发现，有的只是反复的称量、溶解、测试。“过程很扎实也很充实，”他说，“虽然没有重大突破，但掌握了核心实验技能，熟悉了基本原理，更重要的是培养了严谨的科研思维。”

正是这种从点滴做起的思路，为他日后攻克多电子转移难题奠定了基础。

啃下多电子转移这块“硬骨头”

多电子转移反应，听起来是个晦涩的电化学术语。通俗地说，液流电池的能量密度，很大程度上取决于每个离子能够携带多少个电子参与反应。传统的钒液流电池主要依靠单个电子的转移，能量密度天然受限。如果能实现两个、三个甚至六个电子的转移，能量密度就能成倍跃升。但难点在于：电子转移越多，反应动力学越慢，可逆性越差。

碘元素从I^-到IO₃^-，理论上可以转移六个电子。但在常规条件下，这个反应又慢又不可逆。谢聪鑫和团队在大量文献和实验中发现，溴离子（Br^-）对碘的反应路径有奇特的调控作用。他们尝试在含I^-的电解液中引入Br^-，充放电过程中形成了IBr、Br₂等中间态，像一座座桥梁，让电子能够快速、有序地跨越。

“实验数据反复不理想、方案多次失败、进展停滞时，确实有过迷茫和动摇。”谢聪鑫坦言。有一次，某个关键实验重复了几个月，数据总是忽高忽低，无法稳定。团队成员坐在一起，把实验步骤拆解成几十个环节，逐一排查，最后发现是电解液中微量杂质干扰了中间态的形成。“当时大家长舒一口气，然后又埋头重新设计纯化流程。”靠着这种不服输的韧劲，他们一步步把“不可能”变成了“可能”。

结果也令人十分振奋：电解液的电子转移数超过30 M，电池能量密度超过1200 Wh·L^-1。“目前主流水系液流电池的能量密度通常在几十Wh·L^-1量级。1200 Wh·L^-1，相当于一次性把能量密度提升了一个数量级以上，这是水系电池报道的最高值。”谢聪鑫介绍道。

碘的突破给了团队极大信心，但另一个问题同样亟待解决——传统溴基液流电池的痛点，在于充放电过程中生成的溴单质（Br₂），它腐蚀性强、易挥发。随即，谢聪鑫提出了一个颇具“跨界”色彩的想法：能不能不让溴单质出现，直接让溴离子跳到更高的氧化态？

他们引入氨基化合物，让Br^-直接转化为溴氨化物（Br⁺），实现了双电子转移，完全避开了Br2的生成路径。“这个思路是跨学科融合的成果，借鉴了有机与配位化学的相关理念。”谢聪鑫说。这样一来，电解液的腐蚀性和挥发性大幅降低，电池能量密度还翻了一倍。

从实验室小装置放大到5kW系统，团队遇到了不少“实验室想不到”的问题：系统长时间运行后材料出现蠕变、工况波动下中间产物积累导致效率下降……他们一一排查、反复优化，最终实现了超过1400小时的稳定运行。“看到系统稳定运行的那一刻，内心满是欣慰和自豪，所有的辛苦都有了回报。”

谢聪鑫围绕的研究，不是各自为战的“点状突破”，而是围绕“高能量密度、高稳定性、高安全性”这一核心目标，从正极到负极、从材料到系统的系统考虑。它们环环相扣，共同为高能量密度液流电池提供了技术支撑。

为国家储能事业出份力

成果发表了，但在谢聪鑫看来，这远远不是终点。

“从实验室成果到规模化应用，仍需稳步推进工程化验证、成本优化等工作，这是一个循序渐进的过程。”他坦言，当前最大的工程化障碍，是实验室技术与工业化生产的适配性问题。“在实验室里，我们可以用高纯试剂、精确控制温度；到了工厂，原料批次差异、长期运行稳定性、维护成本等，都是新课题。”团队也正在推进中试放大和产业化探索，目标是“力争早日让技术落地赋能产业”。

对于刚刚踏入科研领域的年轻学生，谢聪鑫也给出了这样的建议：“科研之路没有捷径，既要脚踏实地、沉下心做真研究、解决真问题，也要勇于探索、不怕失败、敢于啃硬骨头。储能领域前景广阔、使命光荣，期待大家深耕细作、勇于创新，在这片沃土上实现科研价值、绽放青春光彩。”

从求学到工作，谢聪鑫在大连化物所度过了十余年。他在这里完成了从科研新手到青年骨干的蜕变，也在这里找到了自己愿意为之奋斗终身的方向。他的故事，是一个关于“扎根”的故事——扎根于一个务实进取的研究所，扎根于一个面向国家重大需求的领域，扎根于一个个看似无解却必须攻克的技术难题。

当被问及未来最大的心愿时，他想了想说：“希望有一天，我们开发的高能量密度液流电池能够在电网调峰、新能源并网、工业园区储能等场景中大规模应用。到那时，看到自己多年的研究实实在在地为社会创造了价值，会有那种强烈地满足感。”