赝电容器的应用中面临的一个关键挑战是在极端环境下性能的快速下降，这是由于无机材料的缓慢扩散动力学和传统块状厚电极中曲折的离子传输路径。相较于金属离子存储机制，有机材料与H+的结合主要依赖于氢键作用。这种机制为电极提供了更多的离子存储位点，可实现更高的容量。在众多有机材料中，醌类化合物能够通过阳离子与羰基官能团间的离子配位作用存储电荷，展现出高度的氧化还原可逆性和快速的反应动力学特性。这种独特的储荷机制使全有机赝电容器在超低温环境下仍能保持高效的电荷存储。目前，有机化合物作为质子赝电容器负极的研究很少。
近日，南航申来法教授在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表题为“An Ultrafast and Ultralow-Temperature 3D-Printed All-Organic Proton Pseudocapacitor”的研究论文。该研究论文采用水热法将具有氧化还原活性的2,6-二氨基蒽醌(DQ)修饰在石墨烯表面，合成了复合材料（DQ@rGO），用于质子存储。该复合材料充分发挥了石墨烯的卓越导电性能，促进了DQ分子的快速且可逆的法拉第反应。综合密度泛函理论(DFT)和非原位表征揭示了DQ分子中C=O活性位点与H+的结合涉及可逆的醌/对苯二酚氧化还原反应。同时，利用墨水直写3D打印技术构建了3D打印的DQ@rGO复合电极，该电极在高质量负载（28.73 mg cm−2）下实现了10.14 F cm−2的面积比电容。以3D打印DQ@rGO基复合电极和3D打印聚苯胺基复合电极分别作为负极和正极组装了3D打印全有机质子赝电容器。该电容器在−60°C时能够提供高达0.76 mWh cm−2的高能量密度，且在−80°C下也能维持稳定运行。
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