中国科学技术大学闫立峰教授团队设计制备了一种基于聚多肽的新型绿色可持续的有机自由基正极材料。同时，结合锌片作为负极组装了可快速充放电的锌-有机自由基电池，并进一步研究了几种不同阴离子锌盐对于锌-有机自由基电池的影响。
在过去的几十年里，电池技术的发展使便携式设备(手机、笔记本电脑等)和电动汽车得到了飞速发展，改变了人们的生活方式，提高了生活质量，因为电池给社会带来了实质性的好处。然而，电池需求的快速增长导致了全球矿产资源(锂、钴等)的缺乏和成本的增加，从而引发了环境挑战和电池回收处理的相关问题。有机电极材料因其资源丰富、重量轻、灵活性高等优点而受到广泛关注。然而，大多数利用脂肪族碳链的有机电极是难以降解的，导致了反应活性位点失效后的不可持续性。近日，研究报道了可利用聚多肽骨架设计可降解聚合物，因为多肽聚合物在酶、碱性和酸性条件下容易降解。 鉴于此，中国科学技术大学闫立峰教授团队结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饰多肽侧链，成功制备出了一种基于多聚肽和氮氧自由基的新型绿色可持续的有机电极材料。研究结果证实，4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶通过在改性聚天冬氨酸(PASP)侧链上形成酰胺键，并通过反应进一步转变为稳定的氮氧自由基状态。考虑到氮氧自由基转化为氧铵的氧化还原反应过程为与阴离子相互作用的p型机制，该作者团队研究了聚多肽自由基电极在ZnCl2, ZnSO4和Zn(ClO4)2这3种不同阴离子电解质中的电化学性能，发现聚多肽自由基电极的氧化反应电势有显著区别。同时，他们发现聚多肽自由基电极在水系电解质中的二电子反应也是值得关注的，因为相较于传统的单电子反应，通过实现二电子反应，实现了更高的电极比电容量（80 mAh g-1），循环性能测试也证明了这种二电子反应可以较稳定的存在。 该工作为解决电池行业的矿产资源缺乏、可持续性和废弃物控制等这些问题提供了一个新的可行的研究方向。 论文信息 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 邓永琦博士为论文第一作者，国家自然科学基金资助了该课题。 ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202102710
