广东
近日，石河子大学在一区Top期刊《Advanced Functional Materials》上发表题为“A Dual-Active-Site Mechanism Enabled by a Fused Quinone Imine for Dissolution-Resistant and High-Capacity NH4+ Storage”的研究成果。论文第一作者为石河子大学化学专业2024级硕士研究生覃琬云，通讯作者为学院包福喜副教授和郭文副教授。
锂离子电池虽广泛应用于储能、电子设备等领域，但依赖易燃有毒的有机电解液，存在安全、成本与环保隐患。水系非金属离子可充电电池成为理想替代方案，其中水系铵离子电池（AAIBs）凭借温和电解液环境、独特氢键储能机制等优势，脱颖而出。然而，AAIBs发展受限于电极材料难题：无机电极易体积膨胀、动力学缓慢，有机电极材料（OEMs）虽具备活性位点丰富、结构可调等优势，却存在水系电解液中溶解性强、导电性差的固有缺陷，导致容量快速衰减。传统优化策略或牺牲容量、或降低活性位点利用率，难以兼顾抗溶解性与高容量。
为此，研究团队通过活化1,2-二氨基蒽醌（DQ）前驱体中的-NH2基团，将其从电化学惰性位点转化为氧化还原活性C=N基团，成功构建双活性位点机制与扩展共轭骨架六氮杂三苯并蒽醌（HAQ），并将其应用于AAIBs。该分子设计显著提高了活性位点利用率，使实际比容量从22 mAh·g-1提升至202 mAh·g-1（0.2 A·g-1）。同步解决了溶解性与导电性痛点，为高性能AAIBs有机电极研发提供新思路。
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