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受益于結構多樣性和資源可再生性的優(yōu)勢，有機電活性化合物被認為是水系鋅離子電池（ZIBs）有吸引力的正極材料。目前，有機正極的H⁺存儲研究仍然缺乏且存在爭議。

在此，清華大學深圳國際研究生院李寶華教授、中國科學院深圳先進技術研究院韓翠平副研究員等人重點介紹了用于水系ZIB的各種有機電極材料，并討論了這一領域的最新進展。作者注意到，在水系ZIB的電荷存儲過程中，質(zhì)子在有機電極材料中的共同參與會影響電化學性能，這在最近得到了廣泛研究。

因此，作者系統(tǒng)地討論了這一現(xiàn)象，以促進帶有有機電極的水系ZIBs的進一步發(fā)展和應用。同時，作者還關注水系ZIB中質(zhì)子存儲的電化學機制，并總結了三種類型的電荷存儲反應，包括純Zn²⁺插層、純H⁺存儲和H⁺/Zn²⁺共同存儲。隨后，討論了質(zhì)子存儲對電化學性能的影響，包括容量、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性等。鑒于H⁺/Zn²⁺共儲存的重要性，作者還強調(diào)了研究這一現(xiàn)象的相關表征方法。

圖1. 用于水系ZIB的有機電極材料的時間表和主要進展

最后，作者概述了進一步理解有機材料電荷存儲機制的觀點和方向：

1）質(zhì)子存儲的電化學機制方面，有研究指出某些雙極材料（如PANI）顯示出內(nèi)部質(zhì)子存儲能力。然而，這一機制的細節(jié)尚不清楚，未來值得更多關注。

2）質(zhì)子存儲的影響方面，質(zhì)子存儲的出現(xiàn)提高了有機電極材料中活性基團的利用率，但同時可能會加劇具有松散π-π相互作用的電活性材料的溶解。因此，質(zhì)子儲存的影響并不總是積極的，需要未來進一步研究關注。

3）質(zhì)子存儲的表征方面，可將電化學石英晶體微天平（EQCM）用于水系ZIBs以獲得對質(zhì)子儲存化學的電化學氧化還原機制的實時洞察。總之，作者希望這篇綜述能夠激發(fā)研究人員對有機電極材料的H⁺存儲化學的更多關注，以增進深入理解并進一步應用。

圖2. 質(zhì)子儲存對電化學性能的影響

Proton storage chemistry in aqueous zinc-organic batteries: A review, InfoMat 2022. DOI: 10.1002/inf2.12382

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李寶華/韓翠平InfoMat綜述: 水系鋅有機電池中的質(zhì)子儲存化學

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