中國科學技術大學閆立峰教授團隊設計制備了一種基于聚多肽的新型綠色可持續的有機自由基正極材料。同時，結合鋅片作為負極組裝了可快速充放電的鋅-有機自由基電池，并進一步研究了幾種不同陰離子鋅鹽對于鋅-有機自由基電池的影響。
在過去的幾十年里，電池技術的發展使便攜式設備(手機、筆記本電腦等)和電動汽車得到了飛速發展，改變了人們的生活方式，提高了生活質量，因為電池給社會帶來了實質性的好處。然而，電池需求的快速增長導致了全球礦產資源(鋰、鈷等)的缺乏和成本的增加，從而引發了環境挑戰和電池回收處理的相關問題。有機電極材料因其資源豐富、重量輕、靈活性高等優點而受到廣泛關注。然而，大多數利用脂肪族碳鏈的有機電極是難以降解的，導致了反應活性位點失效后的不可持續性。近日，研究報道了可利用聚多肽骨架設計可降解聚合物，因為多肽聚合物在酶、堿性和酸性條件下容易降解。 鑒于此，中國科學技術大學閆立峰教授團隊結合前期的多肽研究工作，利用4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶修飾多肽側鏈，成功制備出了一種基于多聚肽和氮氧自由基的新型綠色可持續的有機電極材料。研究結果證實，4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶通過在改性聚天冬氨酸(PASP)側鏈上形成酰胺鍵，并通過反應進一步轉變為穩定的氮氧自由基狀態。考慮到氮氧自由基轉化為氧銨的氧化還原反應過程為與陰離子相互作用的p型機制，該作者團隊研究了聚多肽自由基電極在ZnCl2, ZnSO4和Zn(ClO4)2這3種不同陰離子電解質中的電化學性能，發現聚多肽自由基電極的氧化反應電勢有顯著區別。同時，他們發現聚多肽自由基電極在水系電解質中的二電子反應也是值得關注的，因為相較于傳統的單電子反應，通過實現二電子反應，實現了更高的電極比電容量（80 mAh g-1），循環性能測試也證明了這種二電子反應可以較穩定的存在。 該工作為解決電池行業的礦產資源缺乏、可持續性和廢棄物控制等這些問題提供了一個新的可行的研究方向。 論文信息 Polypeptide Radical Cathode for Aqueous Zn-Ion Battery with Two-Electron Storage and Faster Charging Rate Dr. Yongqi Deng, Dr. Changchang Teng, Yihan Wu, Kefu Zhang, Prof.?Dr. Lifeng Yan 鄧永琦博士為論文第一作者，國家自然科學基金資助了該課題。 ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202102710
