氧化还原活性偶氮化合物由于其多电子氧化还原能力和快速的氧化还原反应而成为有前途的阴极材料。
然而，它们的实际应用往往受到低输出电压和较差热稳定性的限制。
基于此，北理工庞思平副校长用杂原子取代策略来开发4,4'-偶氮吡啶。与传统偶氮苯相比，这种改性使还原电位增加了350 mV，使材料水平的能量密度从187 Wh kg−1增加到291 Wh kg−1。
引入的杂原子不仅通过形成分子间氢键网络将偶氮化合物的熔点从68°C提高到112°C，还通过减少能带隙改善了电极动力学。
此外，4，4’-偶氮吡啶与Zn2+离子形成金属配体络合物，Zn2+离子进一步自组装成坚固的超结构，作为分子导体促进电荷转移。
因此，电池显示出良好的倍率性能（在20C为192 mAh g−1）和60000次循环的超长寿命。
值得注意的是，我们披露，当暴露在空气中时，耗尽的电池会自发地自充电，这标志着自供电水系统的发展取得了重大进展。
High-Performance Azo Cathodes Enabled by N-Heteroatomic Substitution for Zinc Batteries with a Self-Charging Capability
Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 202408292
https://doi.org/10.1002/anie.202408292
