由于质子的小离子半径和高效传输，质子电池是极端条件下下一代大规模储能的有前景的候选者。氢气具有低工作电位、快速动力学和稳定性，进一步提高了质子电池的性能，但需要开发具有低冰点和减少腐蚀的新型电解质。

图1 电解质设计

复旦大学王飞、方方、孙大林等提出了一种局部限水策略，利用高供体数助溶剂限制自由水，并将氢键的数量和强度精确调整到较低程度，从而创造出浓度和凝固温度更低的新型共晶电解质。

具体而言，通过在电解质配方中加入二甲基亚砜（DMSO），削弱电解质的氢键，从而在磷酸浓度降低到 7.5 M 时确定了三元共晶点，将凝固点显著降低到-103℃。优化后的电解质 H6D1-7.5M H3PO4（7.5 M H3PO4-H2O/DMSO，H2O与DMSO的体积比为6:1）与传统的二元体系（9.5 m H3PO4）相比，具有更优越的防冻性能，酸度降低，水活性有限。

图2 电解质溶剂化结构表征

系统的测试表明，电极材料的循环稳定性和结构完整性有了显著改善，同时还减轻了集流体的腐蚀。令人印象深刻的是，这种电解质支持全氢电池，电流倍率高达60 A g-1（1200 C,1 C=50 mA g-1），功率密度为23664.3 W kg-1，并能在低至-80℃的温度下有效工作。总体而言，这项工作为设计能够在极端条件下工作的电解质提供了一种广泛适用的有效策略。

图3 全电池性能

Localized Water Restriction in Ternary Eutectic Electrolytes for Ultra-Low Temperature Hydrogen Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2024. DOI: 10.1002/anie.202416800