设计具有与超级电容器相媲美的高倍率能力和长循环寿命的法拉第电池电极是一项巨大的挑战。

在这里，北京大学郑俊荣教授，Jitao Chen通过利用氧化钒电极中独特的超快质子传导机制弥合了这一性能差距，开发了一种具有高达1000 C(400 A g⁻¹)超高倍率性能和20万次循环极长寿命的水系电池。

文章要点

1）研究人员综合实验和理论结果阐明了该机制。与缓慢的单个Zn²⁺转移或受限H⁺的Grotthuss链转移不同，氧化钒中的快速3D质子转移通过Eigen和Zundel配置之间的特殊切换实现了超快动力学和出色的循环稳定性，几乎没有约束和低能垒。

这项工作为开发具有非金属离子转移的高功率和长寿命电化学储能装置提供了见解，通过氢键控制的特殊双舞拓扑化学。

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Lulu Wang, et al, Ultrahigh-rate and ultralong-life aqueous batteries enabled by special pair-dancing proton transfer, Sci. Adv. 9, eadf4589 (2023)

DOI: 10.1126/sciadv.adf4589

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf4589