空气自-充电水系电池有望集成能量收集技术和电池系统，有可能克服对能源和时空环境的严重依赖。然而，利用有前途的正极材料和合适的电荷载体开发多功能空气自充电电池系统仍然具有挑战性。

基于此，东北师范大学朱广山教授和王恒国教授等人报道了首次以全共轭六氮杂萘（HATN）基多孔芳香骨架为正极材料，开发出低温自充电Zn-K水系混合离子电池（AZKHBs），表现出以K⁺为电荷载体的氧化还原化学反应，并调节Zn离子溶剂化化学反应，引导均匀锌沉积/剥离。AZKHBs在全天候条件下表现出优异的电化学性能，可实现1.15 V的最大电压，高放电容量（466.3 mAh g^-1），即使在-40 °C下也具有出色的自充电性能。

通过DFT计算，作者研究了AZKHBs展示的工作机制，其中K⁺离子在电池正极插入/提取，Zn²⁺离子在负极沉积/剥离。同时，K⁺载流子与正极材料的优先相互作用反应。当电压小于0.2 V时，含Zn(OTF)₂的GCD曲线呈现过渡放电现象。与KOTF相比，Zn-K电解质的GCD和CV曲线表现出相似的氧化还原峰，表明相似的存储机制。

与KOTF电解质相比，使用Zn-K电解质的电池在200次循环后表现优异的倍率性能（特别是在更高的电流密度下）和更好的循环稳定性（容量保持率为98.5 vs. 57.8%）。在GCD过程中，C=N键的信号强度先减小后增大，证实了HATN的C=N是PAF-305的氧化还原活性中心。在完整的放/充电过程中，K 2p峰分别逐渐升高和降低，表明C=N键的氧化还原反应是K⁺储存的原因。

Tuning Electron Delocalization of Redox-Active Porous Aromatic Framework for Low-Temperature Aqueous Zn-K Hybrid Batteries with Air Self-Chargeability. Angew. Chem. Int. Ed., 2024, DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202401559.