फास्फेट प्रोटॉन रिजर्वायर द्वारा सक्षम दो-इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर के साथ उच्च-वोल्टेज मैंगनीज ऑक्साइड कैथोड जल आधारित जस्ता बैटरी के लिए

MnO2 कैथोड आमतौर पर जल आधारित जस्ता बैटरी में एक-इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर करता है। दो-इलेक्ट्रॉन MnO2/Mn2+ प्रतिक्रिया दोगुनी क्षमता और उच्च वोल्टेज प्रदान करती है। हालाँकि, इसके लिए एक अत्यधिक अम्लीय वातावरण की आवश्यकता होती है, जो Zn धातु एनोड को चुनौती देता है। यहाँ, हम MnO2/Mn2+ प्रतिक्रिया के लिए एक प्रोटॉन रिजर्वायर प्रस्तुत करते हैं। जस्ता हाइड्रॉफॉस्फेट को कैथोड पर MnO2 के साथ को-डिपॉजिट किया जाता है। पूर्व में प्रोटॉन छोड़ने के लिए अपद्रवित होकर MnO2 को Mn2+ में घटाने में सहायता करता है। परिणामी जस्ता फॉस्फेट आगे MnO2 के साथ इंटरैक्ट करता है और थ्योरिटिकल कैलकुलेशन से उजागर होने के अनुसार MnO2 सतह से स्वचालित जल वाष्पीकरण का एहसास करता है, जो घुलनशीलता प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाता है। हाइड्रॉफॉस्फेट प्रजातियाँ चार्ज होने पर विपरीत रूप से उत्पन्न होती हैं। इस प्रतिक्रिया तंत्र के आधार पर, कैथोड 1.75 V का उच्च डिस्चार्ज वोल्टेज प्राप्त करता है। यह 99% कौलॉम्बिक दक्षता के साथ 0.99 mAh cm–2 क्षमता भी प्रदान करता है। 3000 चक्रों से अधिक के लिए स्थिर क्षमता बने रहने का एहसास होता है। यह काम जल आधारित जस्ता बैटरी में MnO2 कैथोड सामग्रियों के दो-इलेक्ट्रॉन प्रक्रिया तक पहुँचने का एक प्रभावी रणनीति प्रदर्शित करता है।