【锌电池】JACS：空气中可充电的锌-有机电池

由于空气无处不在且无成本，因此空气可充电锌电池是自供电电池系统的一个很有前景的候选者。然而，由于材料和器件设计的瓶颈，该体系的电化学性能难以令人满意，其研究仍然处在很初级的阶段。因此，开发新型锌空气充电电池系统具有重要意义。近日，南开大学牛志强等首次在中性ZnSO4电解液中开发出了基于质子可逆存储的空气二次充电锌电池。

文章要点

1） 研究人员使用苯并[i]苯并[6,7]喹啉并[2,3-a]苯并[6,7]喹啉并[2,3-c]吩嗪-5,8,13,16,21,24-己酮（BQPH）用作正极材料。在这种Zn/BQPH电池中，Zn ²⁺ 与相邻的C═O和C═N基团发生配位从而导致BQPH分子中电荷分布不均匀，进而使得在随后的放电过程中H ⁺ 负载在剩余的四对C═O和C═N官能团上。

2） 有趣的是，研究人员发现Zn/BQPH电池中的放电态正极与氧气之间的巨大电位差会引发它们之间自发的氧化还原反应，其中放电态正极会被空气中的氧气氧化。在此过程中，随着H ⁺ 的去除，正极电位将逐渐升高，因此放电态的Zn/BQPH电池可以在无需外部电源的情况下进行空气充电。

参考文献

Zhiwei Tie et al, An Air-Rechargeable Zn/Organic Battery with Proton Storage, Journal of American Chemical Society, 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01485

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01485