有机物的p型或n型氧化还原反应使其可以作为一种可逆电极以构建具有可持续和可调节特性的新一代可充电电池。然而，存储阳离子的n型有机物通常表现出较低的电位（<0.8 V vs.Zn/Zn²⁺），而存储阴离子的p型有机物又存在容量有限（<100 mAh g^-1）的问题。

近日，复旦大学王永刚教授，东华大学魏鹏报道了将n型和p型氧化还原位结合在一个有机支架上，即bis(phenylamino)phenothiazin-5-ium iodide（PTD-1），以实现n/p型和p型反应的协同化。

文章要点

1）研究人员以PTD-1和锌箔分别作为正极和负极，以ZnSO₄水溶液为电解质，组装了一种水系锌有机电池。在实验结果、operando表征和理论计算的指导下，首次阐明了PTD-1有机电极的混合储电机理（即低电位n/p型+高电位p型）。

2）在n/p型和p型结合的协同作用下，整个电池在在40 mAg-1时，表现出188.24 mAh g_PTD-1^-1的高容量和1.8 V_maximum的高电压（V_average为1.1 V）。此外，这种混合存储机制还使得锌有机电池具有长达4000次的优异循环寿命，容量衰减可以忽略不计，以及超级电容器般的高功率。

这些结果为新型有机电极的设计提供了新的思路。

参考文献

Nan Wang, et al, Molecular Tailoring of n/p-type Phenothiazine Organic Scaffold for Zinc Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202106238

https://doi.org/10.1002/anie.202106238