【质子电池】南开大学Angew：快速反应动力学质子电池

苯醌化合物分子具有接收质子（H ⁺ ）的能力，因此是一种具有前景的溶液电池电极材料。但是目前人们对苯醌分子的质子存储机理并不清楚，而且苯醌化合物电池的能量/功率密度非常低。

有鉴于此， 南开大学陈军等 报道设计了一系列醌分子电极，研究这些醌分子在酸性电解液中的电化学性质，发现其中四甲基醌TMBQ在1C和非常低的极化电压（20 mV）具有非常高的容量（300 mAh g ^-1 ），而且在16 s内电池容量仍能够保持理论容量的50 %。

本文要点

（1） TMBQ 的快速电池动力学是因为具有连续的H ⁺ 传输通道，较高的H+扩散系数（10 ^-6  cm ²  s ^-1 ），较低的H ⁺ 传输能量能垒（0.26 eV）。

（2） 当TMBQ与MnO ₂ 电极配合构建电池，在5 C和4000圈循环过程后保留77 %的容量。这项研究揭示醌电极的质子传输机理，并且为设计更加先进高性能的溶液电池提供机会。

参考文献

Xinru Yang, Youxuan Ni, Yong Lu, Qiu Zhang, Jinze Hou, Gaojing Yang, Xiaomeng Liu, Weiwei Xie, Zhenhua Yan, Qing Zhao, Jun Chen, Designing Quinone-Based Anodes with Rapid Kinetics for Rechargeable Proton Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI:   10.1002/anie.202209642

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202209642