长期以来，二氧化碳排放已成为导致全球气候变化的主要因素。为缓解温室效应，科研人员已开发多种技术捕获并利用二氧化碳，其中高安全性的水系锌−二氧化碳电池被认为是一种很有前景的新兴技术。一方面，它可以促进二氧化碳的固定和转化；另一方面，它还可以实现能量存储。

然而，目前报道的锌−二氧化碳电池大多采用双腔室电池结构，复杂的装置增加了生产制造成本，常见充放电产物在水中有限的溶解度也降低了电池的比能量（约30 Wh kg⁻¹），此外锌金属在水溶液中易持续发生副反应。

近日，南京大学的何平教授、周豪慎教授和复旦大学的王永刚教授合作，开发出一种单腔室“摇椅”式锌−二氧化碳电池，并进一步探究了电池反应路径，该电池理论比能量达到297.60 Wh kg⁻¹。

通过筛选电解质，作者发现三氟甲烷磺酸根阴离子更易与锌离子结合形成接触离子对并吸附在锌电极表面，从而减少锌离子脱溶剂化过程中活性水的释放，不仅抑制了析氢反应，还促进了锌金属的均匀沉积。

匹配高活性钌基催化正极的锌−二氧化碳电池具有良好的电化学性能，其放电比容量高达6734 mAh g⁻¹,并可在不同倍率下稳定循环数十圈，组装的软包电池也可以稳定循环70圈以上，展现了较好的实际应用前景。多种表征技术证实了一条新的锌−二氧化碳电池反应路径，即放电生成碳酸锌和碳产物，且充电时发生可逆分解。

该工作不仅优化了传统锌−二氧化碳电池的结构和电解质，并提出一条新的反应路径，也为发展其他高比能金属−二氧化碳电池奠定了基础。