石河子大学包福喜/郭文：一种融合醌亚胺实现的双活性位点机制用于抗溶解、高容量铵离子存储

背景：锂离子电池存在安全、成本和环保隐患，水系非金属离子电池成为替代方案，其中水系铵离子电池（AAIBs）因其温和的电解液环境和独特的氢键储能机制而备受关注，但其发展受限于电极材料，尤其是有机电极材料在水系电解液中溶解性强、导电性差的问题。研究目的：通过分子工程设计，将1,2-二氨基蒽醌（DQ）中的-NH2基团转化为氧化还原活性的C=N基团，合成六氮杂三苯并蒽醌（HAQ），构建双活性位点机制和扩展共轭骨架，以同时解决溶解性和导电性问题，提升AAIBs的性能。结论：HAQ作为AAIBs电极材料，在0.2 A g-1下比容量达202 mAh g-1，远高于DQ的22 mAh g-1，并展现出优异的抗溶解性、高导电性和循环稳定性（8 A g-1下6000次循环后容量保持率90%）。通过原位表征和DFT计算证实了其通过可逆氢键调控的两步六电子NH4+存储机制。该研究为高性能AAIBs有机电极的研发提供了新思路。