Credit: Wiley质子电池是一种创新和环保的电池，其电荷由质子携带，质子是带正电荷的氢离子。一组研究人员现在已经开发出有机磺酰胺，作为这些电池中阴极的一种坚固而灵活的材料。正如该团队在《Angewandte Chemie国际版》杂志上解释的那样，磺酰胺阴极也比传统阴极获得了更高的输出电压。在不断寻找锂电池的替代品的过程中，质子电池被证明具有巨大的潜力。它们不是以锂离子的形式储存电荷，而是转移轻的、高流动性的质子。因此，这种类型的电池不需要对环境有害且不可持续的锂开采。此外，与其他类型的电池相比，移动质子有助于显著缩短充电时间。
尽管有这些优点，质子电池中电极的性能仍然需要改进。迄今为止，阴极(正极)只能获得相当低的输出电压，不足以满足大多数应用。现在，位于长沙(中国)的湖南大学的Bingan Lu和他的团队通过替换制造阴极材料的化学物质提高了这一电压。他们用有机磺酰胺代替有机羰基化合物或氰化物颜料。
磺酰胺不是像羰基化合物那样将质子储存在氧原子上，而是将质子储存在磺酰胺基团的氮原子上。研究人员解释了为什么这是有益的:“氮原子比氧原子多一个空位，可以接受外来电子，这使它更容易定制。”
通过将吸电子基团连接到分子支架上，研究人员能够增加材料的电势。在1 V时，实现的输出电压比第二好的材料高20%，研究人员相信，通过仔细的分子设计，还有进一步改进的空间。
为了组装一个完整的质子电池，卢和他的同事们还开发了一种凝胶状电解质，它适用于磺酰胺阴极材料，并使灵活的结构成为可能。这种可延展的电池组在600次充电/放电循环后仍保持容量。
使用磺胺类药物的优点并不仅限于它们的化学适应性。卢和他的同事报告说，这种新的阴极材料也易于制造，在标准环境条件下稳定，而且几乎不溶于水。该团队强调，这种基于磺酰胺的质子电池不含任何重金属，由无毒的有机化合物组成，因此易于回收。
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