비용 효율적인 레독스 활성 물질은 레독스 흐름 배터리(RFBs)의 발전에 필수적이다. 풍부하고 레독스 커플로 적합한 철은 유망한 후보이나, 수계 RFB에서 안정적이고 빠른 레독스 반응을 구현하는 일은 여전히 과제로 남아 있다. 본 연구는 육치환(헥사덴테이트) 리간드로 안정화된 Fe 기반 네거리옐(negolyte)을 제시하며, 분자간 상호작용을 통해 Fe–리간드 결합이 강화되도록 설계하였다. 설폰산기 치환 Fe 착물은 Ag/AgCl 대비 −0.44 V의 정(定)전위(formal potential)를 보이며, 동시에 0.69 cm s −1 에 이르는 비상업적으로 높은 속도 상수(rate constant)를 나타낸다. 0.5 M Fe 착물을 포함하는 중성에 가까운(neutral pH 범위의) RFB는 300사이클 동안 식별 가능한 용량 감소 없이 우수한 사이클 안정성을 보인다. 이러한 성능은 Fe–리간드 배위(코디네이션)를 강화하고 안정한 삼량체(trimeric) 클러스터의 형성을 촉진하는 분자간 수소 결합에 기인한다. 오퍼란도(operando) 전기화학 라만 분광법과 밀도범함수이론(density functional theory)은 환원 후에도 복합체를 추가로 안정화하는 데 Fe(II)에서 이미노-페놀레이트(imino-phenolate) 부분으로의 π-백도네이션이 더 크게 작용함을 보여준다. 반면, 하이드록실기( hydroxyl ) 치환 착물은 수소 결합이 약하고 π-백도네이션이 덜 뚜렷하여 열등한 안정성을 보인다. 이러한 결과는 수계 RFB를 위한 비용 효율적이고 고성능의 레독스 활성 물질을 개발하는 데 있어 리간드 설계와 분자간 상호작용의 중요성을 강조한다.

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