电解质中的质子活性在决定水系电池的电化学性能方面起着至关重要的作用。一方面，由于质子的高氧化还原活性，它会影响主体材料的容量和倍率性能。另一方面，当质子聚集在电极/电解质界面附近时，也会引起严重的析氢反应（HER）。 HER 极大地限制了电极的电位窗口和循环稳定性。因此，阐明电解质质子活性对电池宏观电化学性能的影响至关重要。

在这项工作中，阿卜杜拉国王科技大学Mohamed Eddaoudi , Husam N. Alshareef使用氮杂基共价有机骨架（COF）作为代表性主体材料，研究了电解质质子活性对各种电解质的电位窗口、存储容量、倍率性能和循环稳定性的影响。

文章要点

1）研究人员通过利用各种原位和非原位表征揭示了 COF 主体中质子氧化还原反应和 HER 之间的权衡关系。

2）此外，研究人员详细讨论了近中性电解质中质子活性的起源，并证实其与第一溶剂化壳中的水合水分子有关。

3）研究人员详细分析了 COF 中的电荷存储过程。这些理解对于利用电解质质子活性来构建高能水电池非常重要。

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Zhengnan Tian, et al, Optimized Charge Storage in Aza-Based Covalent Organic Frameworks by Tuning Electrolyte Proton Activity, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c03918

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03918