大學(xué)的托馬斯·鮑姆加特納教授說(shuō)：“有機(jī)電 材料被認(rèn)為是具有高功率能力的可持續(xù)電池的 有前途的材料。” 用有機(jī)材料制成的電 可以使這些元素的大規(guī)模生產(chǎn)，回收或處置更加環(huán)保。我們的目標(biāo)是制造穩(wěn)定的可持續(xù)電池，并且即使沒有更好的容量也具有同等的質(zhì)量。”

 

　　由碳，氮，氧，磷和硫等元素制成的實(shí)驗(yàn)性有機(jī)電 已經(jīng)存在。

 

　　它們都在不同程度上遭受以下苦難：它們自身的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的逐周期劣化，逐漸溶解于電解質(zhì)中，低電導(dǎo)率和低端電壓。

 

　　研究小組選擇了 種稱為紫精的化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)是已知的電子受體，可以不破壞電子而放棄電子。更好的是，它還可以對(duì)兩個(gè)電子做同樣的事情-因此具有更高的存儲(chǔ)容量。

 

　　特別是，它是 種定制的磷aviologen（稱為PY2PV），其中的磷酰基部分使其可以在較高的端電壓下工作，而不會(huì)失去保持兩個(gè)電子的能力。

 

　　引入單壁碳納米管（SWCNT）可以降低電 電阻，從而構(gòu)成了其余的電 。

 

　　該定制是該研究的新穎部分，是將pyr構(gòu)建到磷酸卵磷脂分子中。

 

　　對(duì)SWCNT具有很強(qiáng)的親和力，并與之形成鍵（通過物理吸附），從而形成PY2PV：SWCNT復(fù)合材料。這種鍵合的作用是防止磷卵磷脂溶解到電解質(zhì)中，從而解決了上面提到的 種常見的有機(jī)電 問題。

 

　　此外，根據(jù)發(fā)表在《電池與超 電容》雜志上的論文“ 用于穩(wěn)定電池電 的基于磷紫羅蘭的pyr-碳納米管復(fù)合材料 ”，這種鍵合還可以改善紫精分子與SWCNT之間的固態(tài)電子轉(zhuǎn)移，例如它們現(xiàn)在緊密地耦合在 起，而不僅僅是混合在 起，所有這些都不會(huì)降低電子存儲(chǔ)能力。

 

　　測(cè)量（對(duì)紐扣電池中的鋰金屬陽(yáng) 進(jìn)行測(cè)試）表明，1：2 PY2PV：SWCNT復(fù)合陰 可存儲(chǔ)48mAh / g（在1C充電和放電時(shí)）–占其理論雙電子容量的90％。

 

　　在500個(gè)1C充放電循環(huán)（在1 C下循環(huán)）下，容量略有增加（而不是衰減）（達(dá)到53mAh / g）。根據(jù)該論文，我們可以歸因于PY2PV：SWCNT復(fù)合材料。但是，當(dāng)放電增加到5C時(shí)，超過500個(gè)循環(huán)的容量確實(shí)消失了。

 

　　該團(tuán)隊(duì)表示，充電和放電工作在3.2至2.8 V（vs Li / Li +）的電壓下–對(duì)于有機(jī)材料來(lái)說(shuō)，這是 個(gè)相對(duì)較高的電壓。

 

　　鮑姆加特納說(shuō)：“它的電壓非常好，高達(dá)3.5伏，這確實(shí)是目前電池所處的位置。” “這是制造完全有機(jī)和可持續(xù)電池的重要 步。”

 

　　缺點(diǎn)呢？

 

　　鮑姆加特納表示：“就劣勢(shì)而言，有機(jī)電池在性能上還不如目前的鋰離子電池。” “這仍然是 個(gè)日趨成熟的 域。在這 點(diǎn)上，整體電池容量仍然落后于鋰離子電池類型–有機(jī)分子本身很重，從而降低了能量密度。”