使用有机物作为容量承载材料的可充电电池以前被认为是未来的技术。早期电池的阳极和阴极均由有机材料组成,需要大量的导电添加剂,并且通常基于含有 Li+ 或 Na+ 的
金属离子电解质。然而,我们使用导电聚(3,4-亚乙基二氧
噻吩)(PEDOT),分别用
蒽醌(PEDOT-AQ)或苯醌(PEDOT-BQ)侧基官能化作为负极和正极材料,以制造全-不含
金属的有机质子电池。电解质由质子供体和受体浆料组成,其中含有取代的
三氟甲磺酸吡啶鎓和相应的
吡啶碱。这种浆料允许 2e-/2H+ 醌/
氢醌氧化还原反应,同时抑制电池中的质子还原。通过使用强(酸性)质子供体,醌氧化还原反应的形式电位被调整到 PEDOT 骨架导电的电位区域,从而消除了对导电添加剂的需要。在这种全有机质子电池中,PEDOT-AQ 和 PEDOT-BQ 提供 103 和 120 mAh g-1,分别相当于材料理论比容量的 78% 和 75%,平均电池电位为0