贗電容器的應用中面臨的一個關鍵挑戰是在極端環境下性能的快速下降，這是由于無機材料的緩慢擴散動力學和傳統塊狀厚電極中曲折的離子傳輸路徑。相較于金屬離子存儲機制，有機材料與H+的結合主要依賴于氫鍵作用。這種機制為電極提供了更多的離子存儲位點，可實現更高的容量。在眾多有機材料中，醌類化合物能夠通過陽離子與羰基官能團間的離子配位作用存儲電荷，展現出高度的氧化還原可逆性和快速的反應動力學特性。這種獨特的儲荷機制使全有機贗電容器在超低溫環境下仍能保持高效的電荷存儲。目前，有機化合物作為質子贗電容器負極的研究很少。
近日，南航申來法教授在國際知名期刊Advanced Functional Materials上發表題為“An Ultrafast and Ultralow-Temperature 3D-Printed All-Organic Proton Pseudocapacitor”的研究論文。該研究論文采用水熱法將具有氧化還原活性的2,6-二氨基蒽醌(DQ)修飾在石墨烯表面，合成了復合材料（DQ@rGO），用于質子存儲。該復合材料充分發揮了石墨烯的卓越導電性能，促進了DQ分子的快速且可逆的法拉第反應。綜合密度泛函理論(DFT)和非原位表征揭示了DQ分子中C=O活性位點與H+的結合涉及可逆的醌/對苯二酚氧化還原反應。同時，利用墨水直寫3D打印技術構建了3D打印的DQ@rGO復合電極，該電極在高質量負載（28.73 mg cm?2）下實現了10.14 F cm?2的面積比電容。以3D打印DQ@rGO基復合電極和3D打印聚苯胺基復合電極分別作為負極和正極組裝了3D打印全有機質子贗電容器。該電容器在?60°C時能夠提供高達0.76 mWh cm?2的高能量密度，且在?80°C下也能維持穩定運行。
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