铵离子电池（AIBs）在能量存储技术中具有高性价比、无毒性和环保等属性。
然而，传统正极材料的受限容量和较差稳定性阻碍了其广泛应用。
基于此，2025年3月19日，中山大学詹怡、阎兴斌等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《A High-Rate and Ultrastable Ammonium Ion-Air Battery Enabled by the Synergy of ORR and NH4+ Storage》的研究论文。
在此，作者通过增强空气正极中的NH₄⁺并同时利用大气中的氧气作为NH₄⁺存储的储备库，引入了一种协同方法来克服这些挑战。值得注意的是，NH₄⁺显著提高了中性环境中氧还原反应（ORR）的性能。
通过原位拉曼光谱和量子密度泛函理论计算，揭示了NH₄⁺如何作为质子供体，取代中性介质中的H₂O，并降低O₂⁻和O质子化过程中的能量势垒，从而加速ORR动力学。
由空气正极和聚合物（PNP）负极组成的铵离子空气电池展现出令人印象深刻的指标：在1 A g⁻¹时，高能量密度为78 Wh kg⁻¹，功率密度为9369 W kg⁻¹，初始容量为94.3 mAh g⁻¹，并且在10 A g⁻¹下展现出卓越的循环稳定性（12500次循环后容量保持率为70.4%）。
这一开创性研究突出了ORR和NH₄⁺存储之间的协同关系，并为设计和推进创新、可持续和环保的AIBs开辟了新途径。
A High-Rate and Ultrastable Ammonium Ion-Air Battery Enabled by the Synergy of ORR and NH4+ Storage.Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202415476
