可充电水系锌有机电池是一种低成本的水溶液和锌金属负极储能技术，具有广阔的应用前景。同时，可以通过分子设计对有机正极材料的电化学性质进行系统的调节。
近日，东北大学孙筱琪报道了为用于水系锌有机电池的tetraamino-p-benzoquinone（TABQ）小分子醌正极材料选择了特定的官能团。
文章要点
1）研究发现，氢键抑制了升华，为各种电极处理提供了便利。而分子的高度对称性导致其在水溶液中的溶解度较低。更重要的是，由于氨基在弱酸性锌电解液中经历质子化，羰基的氧化还原与占主导的质子脱/嵌有关。此外，在TABQ中，通过氨基和羰基形成的氢键网络，以Grotthuss型机制实现了便捷的质子传导。因此，质子在TABQ中的插入动力学得到了增强。此外，尽管电解液中的质子浓度很低，但Zn2+的持续水解会产生足够的质子。
2）独特的质子传导方式使电荷转移和质子扩散的激活能低于300 meV，保证了TABQ正极具有303 mAh g-1的高容量和优异的倍率性能，同时具有达1000次的稳定循环。
所提出的独特的质子传导方式为设计高性能水系电池有机电极材料提供了一个有前途的方向。
参考文献
Lin, Z., Shi, HY., Lin, L. et al. A high capacity small molecule quinone cathode for rechargeable aqueous zinc-organic batteries. Nat Commun 12, 4424 (2021).
DOI：10.1038/s41467-021-24701-9
https://doi.org/10.1038/s41467-021-24701-9
