廣東
近日，石河子大學在一區Top期刊《Advanced Functional Materials》上發表題為“A Dual-Active-Site Mechanism Enabled by a Fused Quinone Imine for Dissolution-Resistant and High-Capacity NH4+ Storage”的研究成果。論文第一作者為石河子大學化學專業2024級碩士研究生覃琬云，通訊作者為學院包福喜副教授和郭文副教授。
鋰離子電池雖廣泛應用于儲能、電子設備等領域，但依賴易燃有毒的有機電解液，存在安全、成本與環保隱患。水系非金屬離子可充電電池成為理想替代方案，其中水系銨離子電池（AAIBs）憑借溫和電解液環境、獨特氫鍵儲能機制等優勢，脫穎而出。然而，AAIBs發展受限于電極材料難題：無機電極易體積膨脹、動力學緩慢，有機電極材料（OEMs）雖具備活性位點豐富、結構可調等優勢，卻存在水系電解液中溶解性強、導電性差的固有缺陷，導致容量快速衰減。傳統優化策略或犧牲容量、或降低活性位點利用率，難以兼顧抗溶解性與高容量。
為此，研究團隊通過活化1,2-二氨基蒽醌（DQ）前驅體中的-NH2基團，將其從電化學惰性位點轉化為氧化還原活性C=N基團，成功構建雙活性位點機制與擴展共軛骨架六氮雜三苯并蒽醌（HAQ），并將其應用于AAIBs。該分子設計顯著提高了活性位點利用率，使實際比容量從22 mAh·g-1提升至202 mAh·g-1（0.2 A·g-1）。同步解決了溶解性與導電性痛點，為高性能AAIBs有機電極研發提供新思路。
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