隨著全球對鋰離子電池的需求迅速耗盡原料儲備，專家們正在尋找安全、實惠且可靠的可充電電池替代品。

水性鋅離子電池（AZIB）可能是從豐富的原料中生產低成本替代品的答案，弗林德斯大學的科學家正在為生產簡單實用的電池鋪平道路。聚合物AZIB 使用有機陰極實現更永續的儲能技術。

「水性鋅離子電池可以在現實世界中得到應用，」弗林德斯大學科學與工程學院奈米技術研究員、化學副教授賈忠範說。

從電動車對便攜式電子設備的需求與消費鋰離子電池鋰離子電池（LIB）導致了鋰和鈷等戰略金屬的資源短缺和供應鏈問題。

同時，數以百萬計的廢棄電池（其中大部分沒有適當回收）造成了巨大的浪費和環境風險——AIZB 等未來的替代品有望減少這些風險。

「在這些替代品中，AZIB 脫穎而出，因為地殼中的鋅含量要高得多（比鋰多 10 倍），而且毒性低、安全性高。”

AZIBs通常使用鋅金屬作為陽極和無機或有機化合物作為陰極。儘管人們在提高鋅陽極的穩定性方面做了大量工作，但仍需要高性能陰極，這仍然是一個重大挑戰。

「我們的研究是使用由廉價商業聚合物製成的氮氧自由基聚合物陰極來增強導電性，並使用低成本添加劑優化電池性能，」負責能源和環境永續聚合物研究小組的賈副教授說。

「我們的工作重新評估了AZIB 中高氧化還原電位硝基氧自由基聚合物陰極的使用，並產生了迄今為止最高的質量負載，」他在談到《電力資源雜誌》上的一篇新線上期刊文章時說。

這項研究由弗林德斯大學碩士生Nanduni Gamage 和博士後研究員Yanlin Shi 博士領導，開發了一種實驗室製造的軟包電池，使用按比例放大的聚合物（成本約20 美元/公斤），一種非氟Zn(ClO₄）₂電解液和 BP 2000 炭黑（1 美元/公斤），不含黏合劑，可提供近 70 mAh g 的容量^-1中間放電電壓為1.4V。

「高倍率鉀雙離子電池PTAm@CNTs正極的形貌工程」已獲發表在電力資源雜誌和“將低成本工業聚合物轉化為高品質負載水性鋅離子電池的有機陰極”發表在儲能材料。

質量負載為 50 mg cm^-2軟包電池容量為60mAh，可輕鬆為小電風扇和模型車供電。

研究的合作者包括法國巴黎東克雷泰伊大學 CNRS 的 Jesús Santos-Peña 博士以及弗林德斯大學納米科學技術研究所的其他專家。

該團隊最近還與格里菲斯大學合作開發了有機自由基/K雙離子電池，這項技術也可以緩解對鋰離子電池的依賴。