全有机质子电池因其可持续性和出色的倍率性能而受到广泛关注。通常,由于高 H+嵌入能垒,必须采用强酸(如H2SO4)作为电解液为全有机质子电池提供H+。到目前为止,在中性温和电解液中设计全有机质子电池仍然是一个挑战。
基于以上研究,作者在中性的ZnSO4 电解液中开发了对称的全有机质子电池。由于H+嵌入/脱除的快速反应动力学,这种全有机质子电池不仅在 0.1 A g-1的电流密度下表现出147 mAh g-1的高可逆容量,而且还表现出优异的倍率性能(90 mAh g-1@ 2 A g-1)和稳定的循环性能,在1 A g-1下循环500次后容量保持率高达94%。这种中性的全有机质子电池将拓宽质子电池化学的视野,也为开发可持续、高性能、高安全性的质子电池铺平了道路。
图2. 全有机质子电池在放电/充电过程中的电化学动力学
A Symmetric All-Organic Proton Battery in Mild Electrolyte, Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202115180