基于有机物电极的电化学能量存储与转化

由于高安全的特性,水系二次电池被认为是未来大型储能的有效解决方案之一.然而,现有水系电池主要以含金属元素的无机化合物为电极活性材料,其在大型储能中的实际应用仍受到循环寿命、环境问题、原料成本或金属元素丰度的限制.相较于无机电极材料,部分有机电极材料具有原料丰富、结构丰富、可持续及环境友好等优点.此外,有机物材料分子内空间大,能够存储不同价态电荷,因此近年来被广泛关注.本文综述了课题组近期在有机物电极方面的研究进展,内容聚焦含羰基有机物通过C=O/C-O-的可逆转化存储单价金属阳离子(Li+, Na+)、双价金属阳离子(Zn2+)、质子(H+)所涉及的电化学过程,及其在水系锂、钠离子电池、水系锌离子电池、质子电池以及分步电解水中的应用.