近日，化学化工学院陆洪彬教授和宾端副教授以通讯作者在Advanced Materials（先进材料）发表题为“Intramolecular Hydrogen Bonds Enhanced Quinone-Based Anode for High-Performance Aqueous Proton Batteries”（分子内氢键构筑的醌基有机物负极用于高性能水系质子电池）的学术论文。2023级硕士研究生刘逍为第一作者，南通大学为第一署名单位。
水系质子电池以其高安全、绿色环保和经济性优势，展现出广阔的储能应用前景。采用有机电极材料是满足其发展需求的重要方向，但该类材料在实际应用中面临一个关键瓶颈：即在电解液中易溶解，导致循环寿命急剧衰减。因此，如何通过分子设计与合成攻克溶解难题，成为开发高性能APBs的必经之路。本研究设计了一种具有分子内氢键的醌基聚合物（HMND）材料作为水系质子电池的负极。该材料通过-C=O中的O与-NH2中的H形成氢键（C=O⋯N-H），不仅显著提升了有机电极的循环稳定性，还通过格罗特斯机制加速质子传输，赋予其优异的倍率性能。MnO2@GF//HMND电池在8 A g-1的电流密度下实现了42,000次的长循环寿命，每次循环的容量衰减率仅为0.0018%，并展现出卓越的倍率性能（1 A g-1时为212.5 mAh g-1，70 A g-1时为91.4 mAh g-1）。该电池甚至在-60 ℃的冰冻电解液极端条件下仍表现出优异的电化学性能，显示出其在极端温度场景下储能应用的巨大潜力。
Advanced Materials是材料科学领域国际顶尖期刊，为Nature Index期刊、中科院一区TOP期刊，2026年影响因子为26.8。
（宾端）
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202522232.
