随着全球对锂离子电池的需求迅速耗尽原材料储备，专家们正在寻找安全、实惠且可靠的可充电电池替代品。

水性锌离子电池（AZIB）可能是从丰富的原料中生产低成本替代品的答案，弗林德斯大学的科学家们正在为生产简单实用的电池铺平道路。聚合物AZIB 使用有机阴极实现更可持续的储能技术。

“水性锌离子电池可以在现实世界中得到应用，”弗林德斯大学科学与工程学院纳米技术研究员、化学副教授贾忠范说。

从电动汽车对便携式电子设备的需求和消费锂离子电池锂离子电池（LIB）导致了锂和钴等战略金属的资源短缺和供应链问题。

与此同时，数以百万计的废旧电池（其中大部分没有得到适当回收）造成了巨大的浪费和环境风险——AIZB 等未来的替代品有望减少这些风险。

“在这些替代品中，AZIB 脱颖而出，因为地壳中的锌含量要高得多（比锂多 10 倍），而且毒性低、安全性高。”

AZIBs通常使用锌金属作为阳极和无机或有机化合物作为阴极。尽管人们在提高锌阳极的稳定性方面做了大量工作，但仍需要高性能阴极，这仍然是一个重大挑战。

“我们的研究是使用由廉价商业聚合物制成的氮氧自由基聚合物阴极来增强导电性，并使用低成本添加剂优化电池性能，”负责能源和环境可持续聚合物研究小组的贾副教授说。

“我们的工作重新评估了 AZIB 中高氧化还原电位硝基氧自由基聚合物阴极的使用，并产生了迄今为止最高的质量负载，”他在谈到《电力资源杂志》上的一篇新在线期刊文章时说道。

这项研究由弗林德斯大学硕士生 Nanduni Gamage 和博士后研究员 Yanlin Shi 博士领导，开发了一种实验室制造的软包电池，使用按比例放大的聚合物（成本约 20 美元/公斤），一种非氟 Zn(ClO₄）₂电解液和 BP 2000 炭黑（1 美元/千克），不含粘合剂，可提供近 70 mAh g 的容量^-1中间放电电压为1.4V。

“高倍率钾双离子电池PTAm@CNTs正极的形貌工程”已获发表在电力资源杂志和“将低成本工业聚合物转化为高质量负载水性锌离子电池的有机阴极”发表在储能材料。

质量负载为 50 mg cm^-2软包电池容量为60mAh，可以轻松为小电风扇和模型车供电。

该研究的合作者包括法国巴黎东克雷泰伊大学 CNRS 的 Jesús Santos-Peña 博士以及弗林德斯大学纳米科学技术研究所的其他专家。

该团队最近还与格里菲斯大学合作开发了有机自由基/K双离子电池，这项技术也可以缓解对锂离子电池的依赖。