水系Ni-Zn MB具有安全、可靠且价格低廉的优势，但受限于较低的能量和功率密度。香港城市大学Derek Ho/四川大学何亮提出了一种超氧活化的三电子转移 (Ni↔Ni³⁺)氧化还原反应新机制。原位拉曼测试及密度泛函理论模拟表明，超氧化物通过降低反应的吉布斯自由能，激活了Ni衬底与KNiO₂之间的直接氧化还原反应。制备的Ni (CPS-Ni)电极在5 mA cm⁻²的电流密度下表现出3.21 mAh cm⁻²的超高容量，几乎是传统单电子电极的8倍。即使在超高的200 mA cm⁻²电流密度下，CPS-Ni电极在10,000次循环后仍具有86.4%的容量保持率，库伦效率为99.2%。CPS-Ni||Zn MB实现了6.88 mWh cm⁻²的卓越能量密度和339.56 mW cm⁻²的高功率密度。设备演示表明，该电源可以连续运行7天以上，为PPG波形监测的传感和计算密集型实际应用提供了充足动力。这项工作为开发具有高容量和长寿命的多电子转移机制先进水系Ni-Zn MB铺平了道路。 

本工作以“Ultrahigh Energy and Power Density in Ni–Zn Aqueous Battery via Superoxide-Activated Three-Electron Transfer”为题发表在《Nano-Micro Letters》上。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s40820-024-01586-z