بطاريات ذاتية الشحن مائية من أيونات المعادن بتقنية كيمياء البروتون

تعاني بطاريات أيونات المعادن المائية ذاتية الشحن من الهواء عادة من فقدان السعة بعد دورات الشحن الذاتي بسبب تكوين أملاح قاعدية على الأقطاب الكاثودية في الإلكتروليتات القريبة من المحايدة. هنا، تم تطوير بطاريات Pb/pyrene-4,5,9,10-tetraone (PTO) ذاتية الشحن من الهواء والتي تعتمد على كيمياء البروتون في إلكتروليت حمضي. توفر الديناميكا السريعة لامتصاص وإزالة الأيونات الموجبة H+ أداءً كيميائيًا كهربائيًا معززًا. بسبب الجهد الكهروكيميائي القياسي العالي للأكسجين في الإلكتروليت الحمضي، فإن الأقطاب الكاثودية المستنفدة تتأكسد تلقائيًا بواسطة الأكسجين في الهواء مع استخراج الأيونات الموجبة H+، وبالتالي تحقق الشحن الذاتي دون إمداد طاقة خارجي. ومن الملاحظ أن آلية الشحن الذاتي من الهواء التي تنطوي على تفاعلات أكسدة واختزال تعتمد على H+ يمكنها تجنب توليد الأملاح القاعدية على الأقطاب الكهربائية ذاتية الشحن وبالتالي تضمن دورات شحن ذاتي/تفريغ ثابت طويل الأمد لبطاريات Pb/PTO. يوفر هذا العمل استراتيجية واعدة لتصميم أنظمة شحن ذاتية طويلة الدورة تعمل بالهواء.