双极性电活性有机分子作为可充电电池电极材料因其灵活性、可控性和环境友好性而受到人们越来越多的关注。目前其在对称水质子电池（APBs）中的应用还处于起步阶段。

近日，南开大学陶占良教授报道了将聚氨基蒽醌（PNAQ）作为对称APBs的双极性活性物质。

文章要点

1）研究发现，PNAQ中的蒽醌基团是吸附/脱除H⁺的阳极，氨基附近的苯环是吸附/脱附HSO₄^-的阴极。

2）所制备的双极性聚合物不仅有效地阻止了蒽醌部分的溶解，而且明显提高了整个分子的电子导电性。因此，以4 M H₂SO₄为电解液制备的对称APBs具有优异的倍率容量（100 C下77 mA h g^-1）和500次循环稳定性（50 C下放电容量高达71.8 mA h g^-1）。

3）研究人员通过密度泛函理论（DFT）计算和综合技术揭示了PNAQ中不同载流子离子的反应位点。此外，对称APB还表现出令人印象深刻的低温性能（在−70 °C时保持了60.4 mA h g^-1的高放电容量）。

这项工作为设计用于对称电池的双极性有机分子提供了新的思路。

参考文献

Tianjiang Sun, et al, Bipolar Organic Polymer for High Performance Symmetric Aqueous Proton Battery, Small Methods 2021

DOI: 10.1002/smtd.202100367

https://doi.org/10.1002/smtd.202100367