空气中氧气的化学能被认为是一种易开发且无成本的能源,金属-空气电池可以通过氧还原反应将空气中氧气的化学能转化为电能。与金属-空气电池不同,水系金属离子电池(AMBs)在空气自充电过程中,氧气的化学能转化为电能,同时储存在AMBs中,即使在没有氧气的情况下也能提供电能。
近期,南开大学牛志强教授在Angew上发表了题为“Proton Chemistry Induced Long-Cycle Air Self-Charging Aqueous Batteries”的文章,该工作主要在酸性电解质中开发了一种基于质子化学的空气自充电Pb/PTO电池,由于酸性电解液中氧的标准电极电势高,放电后的正极易被空气中的氧自发氧化,同时提取H+,从而实现无需外接电源自充电,可以有效避免自充电电极上碱性盐的产生,从而保证Pb/PTO电池的长期自充电/恒电流放电循环,这项工作对设计长循环空气自充电系统具有重要意义。

更重要的是,在多种测试模式下,该空气自充电Pb/PTO电池能够良好运行,具备出色的可重复使用性和可行性。因此,这项工作为构建长循环水系自供电系统提供了一种有前景的策略,并扩展了其在多种实际使用场景中应用。
原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202208513
(杨锦)