没有电子后，氢原子会变成质子——带正电荷的离子或粒子。它是宇宙中最轻、最灵活的带正电的粒子，在此基础上可以制造出比锂离子电池更宽敞、更强大的电池。因此，科学家们面临着为质子电池开发更好的电极（阳极和阴极）的任务，以逐渐放弃使用稀有、易燃和昂贵的锂。

图片来源：UNSW Chemistry

来自澳大利亚的研究人员代表新南威尔士大学 （UNSW Chemistry） 化学系和澳大利亚核科学技术组织 （ANSTO），成功开发并测试了一种能够积累质子的有机材料，并在实验室中用它制造了可充电质子电池。

正如科学家所指出的，在现代世界，没有适合用于质子电池的阳极和阴极。为了他们的开发，他们以化合物四氯苯醌 （TCBQ） 为基础，其中包括四组氯。该化合物由轻分子组成，但氧化还原电位范围一般。对于电池，阳极的氧化还原电位应尽可能为负，以增强电子的返回，阴极应尽可能为正。因此，纯 TCBQ 不合适，必须修改其结构。

在实验过程中，科学家们用四个氨基替换了四个氯基团，将 TCBQ 转化为四氨基苯醌 （TABQ） 分子。氨基的添加显著提高了阳极积累质子的能力，并减小了其氧化还原电位的范围。今天，TABQ 的合成仍然很昂贵，但由于使用了大量轻元素，未来开发的经济效率将变得合理。

“我们创造了一种新的低分子量材料，具有大容量来储存质子，”该研究的作者说。“使用这种材料，我们成功开发了一种在室温和零下温度下都有效的全有机质子电池。”

原型质子电池经受了 3500 次充满电循环，然后是容量完全放电。它还在寒冷环境中表现出高容量和稳定的性能，使其成为有前途的可再生能源存储解决方案。

«作者写道，锂离子电池中的电解质由锂盐和高度易燃的溶剂组成，这引起了严重的担忧。“在我们的例子中，两个电极都是由有机分子制成的，它们之间有一个水溶液，这使得我们的电池重量轻、安全且经济实惠。”

最后，新材料解决了氢气安全运输的问题。氢分子具有化学反应性，而离子形式呈稳定形式。富含质子的材料可以安全地运输到所需位置，而不必担心氢气泄漏。