提及废旧电池，人们脑海中往往会浮现出“剧毒”“污染水源”“强酸腐蚀”等令人担忧的标签。然而，若有一款电池，其电解液竟是菜市场买豆腐时用于“点豆腐”的卤水，这并非科幻小说中的情节！近日，《自然-通讯》发表了一项关于新型水系电池的硬核研究成果，将这种“绿色魔法”变为了现实。

各种可充电电池系统中电解质pH值的比较。研究团队供图

记者获悉，该成果由松山湖材料实验室水系锌基电池团队联合香港大学教授支春义团队、香港城市大学教授吕海明团队以及延安大学副教授李然团队等共同完成。他们创新性地研发出一种pH=7的中性水系镁离子/钙离子金属离子电池。令人惊叹的是，这款电池的电解质极为安全，采用的就是日常生活中可用于“点豆腐”的“卤水”。这意味着，该电池报废后，即便直接丢弃，也不会对自然环境造成任何污染。

水系电池已有两百余年的发展历史，凭借其本征的安全性和低成本优势，备受业界青睐。然而，传统水系体系（如铅酸电池）高度依赖强酸或强碱性电解液。这不仅加剧了电极的界面腐蚀，将循环寿命限制在仅数百次，还引发了严重的析氢、析氧等寄生副反应，导致其废弃后成为沉重的生态环境负担。

为解决这一难题，研究团队将目光投向了天然具有“高能量搬运”潜力的二价金属离子（镁离子和钙离子），并创造性地采用pH=7.0的完全中性电解液。令人称奇的是，这种极致环保的电解液，其成分与日常菜市场里“点豆腐”的卤水别无二致，从根本上消除了强酸碱带来的危险与污染。

既然“中性卤水”如此安全，为何以往未能普及？关键难点在于，水系电解液环境中一直缺乏能与之中性条件完美匹配的低电位且超级稳定的负极材料。为此，科研团队另辟蹊径，专门定制了一款专属的“离子捕捉网”——带有给电子连接键的共价有机聚合物（Hex-TADD-COP）。这种新型分子网材料在中性电解液中展现出了极快的反应动力学。更重要的是，它大幅削弱了质子参与电荷储存的过程，从源头上“掐断”了副反应对电池稳定性的破坏，使二价金属离子能够在其中高效、平稳地穿梭。

换上“卤水电解液”并定制“分子网”后，这款新型水系电池交出了一份极为出色的性能答卷。它在中性环境中能够稳定循环高达12万次，即便按照将正负极和电解液总质量全部算入的极严苛标准，组装的全电池仍能实现2.2V的电压区间和48.3 Wh kg^-1的高比能量，且在极大电流下保持长周期稳定。更为惊艳的是，经过严格评估，该电池符合中国及国际等多项顶级环保标准（如GB 18599-2020、ISO 14001等），真正做到了绝对无毒无害。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69384-2