休斯敦大学的研究人员已经报道开发出一种高效的导电电子传输聚合物，这是一种长期缺失的拼图，可以实现超快速电池应用。

该发现依赖于具有萘 - 联噻吩聚合物的“共轭氧化还原聚合物”设计，其一直用于包括晶体管和太阳能电池的应用。通过使用锂离子作为掺杂剂，研究人员发现它提供了显着的电子传导性，并通过数千次充电和放电能量循环保持稳定和可逆。

这项突破，在化学学会杂志中描述，并作为开放获取的ACS编辑选择，解决了电子传输导电聚合物长达数十年的挑战，UH的电气和计算机工程助理教授Yan Yao说。卡伦工程学院和论文的第一作者。

研究人员早已认识到功能性有机聚合物的前景，但直到现在还没有成功开发出有效的电子传输导电聚合物与已建立的空穴传输聚合物配对。经证实，锂掺杂的萘 - 联噻吩聚合物具有显着的电子传导性，并且通过3000次充电和放电能量循环可以保持稳定。

这一发现可能导致更便宜的替代传统无机能源设备，包括锂电池。最终，姚明说，它可以转化为更便宜的消费设备，甚至更便宜的电动汽车。

Yao的研究小组专注于绿色和可持续的有机材料，用于能源生产和储存。他还是UH的德克萨斯超导中心的首席研究员。

UH的研究员和该论文的第一作者Yanliang Liang表示，研究人员并没有试图直接与传统的锂离子电池竞争。“我们正试图展示一个新的方向，”他说。

梁说，传统的无机金属基电池和储能装置价格昂贵，部分原因是用于制造它们的材料，包括钴和硅基化合物，需要巨大的能源消耗来加工。有机聚合物可在较低温度下加工，降低了成本。

他们还产生更少的CO 2，他说，自己的环境优势。虽然传统材料是有限的，但有机聚合物可能是由生物质合成的。

“有机共轭聚合物正在成为能源相关应用的材料类别，能够实现更加可持续的能源领域，而不需要能源密集，昂贵且有时有毒的金属基化合物，”研究人员写道，结论是“模型聚合物P(NDI2OD-T2)稳定且可逆地n掺杂至2.0的高掺杂水平，这是电子传输π-共轭聚合物的重大进步.......采用合理的分子设计，π-共轭的氧化还原聚合物将在聚合物化学领域建立新的设计空间，并广泛应用，尤其是与电池，超级电容器和热电材料等能源相关的应用。“

工作中使用的基础聚合物于2009年被发现; Yao表示，这是由位于伊利诺伊州的科技公司Polyera Corporation的研究团队成员提供的。虽然萘 - 二噻吩自发现以来已被用于晶体管和其他应用，但这是它首次被转换用于储能。

这是通过添加锂来完成的，并将聚合物的掺杂水平从先前报道的0.1提高到2.0。

结果是记录设置。在实际测量条件下，聚合物对有机材料具有最快的充放电性能，允许电池在6秒内充电80%，在另外18秒内充满电，Liang说。

传统的无机电池仍然能够比有机电池保持更多的能量，姚说工作将继续提高材料的存储容量。他说，他的小组还将继续对聚合物进行基础科学研究，