近日，我校材料与化学学院2021级硕士研究生苏怡田，以第一作者身份在中科院SCI一区TOP期刊《Applied Surface Science》在线发表了题为“ All-organic aqueous batteries consisting of quinone-hydroquinone derivatives with proton/aluminum-ion co-insertion mechanism ”的研究论文。第一通讯单位是我校材料与化学学院，通讯作者是青年教师严立京和马廷丽教授。
醌/氢醌衍生物，如质体醌和泛醌等，对于生命系统的能量存储与转化（呼吸作用和光合作用）至关重要，它们可以在细胞体液环境中实现高效可逆的质子耦合电子转移反应，这激发了科研人员探索以醌/氢醌衍生物为活性物质的新型电池技术。本工作研究了9,10-蒽醌（AQ），四甲基氢醌（TMHQ）和四氯氢醌（TCHQ）分别在Al2(SO4)3，ZnSO4和MgSO4水溶液中的氧化还原行为。研究发现以AQ为负极，TCHQ为正极，Al2(SO4)3水溶液为电解液的全有机水系电池表现出最佳的电化学性能。通过理论计算和实验表征，本工作提出了如图所示的质子与铝离子共嵌入电荷存储机理。本研究工作可为全有机水系电池的设计提供借鉴与指导。
全有机水系电池的工作机理示意图
该工作得到了浙江省自然科学基金项目（LQ23B030008）和国家自然科学基金项目（51972293）等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.157174
