韩国成均馆大学Won-Sub Yoon等人将咖啡因作为电极材料应用于锂电池中，并首次揭示了储能机制。在充放电过程中，两个等效的电子和锂离子参与氧化还原反应，在 1.5–4.3 V 的电压窗口中提供265 mAh g−1的可逆容量。此外，还发现可以通过卤化分子调谐来控制新的氧化还原反应位点，新创建的氧化还原位点表明氧化电压与卤素元素的电负性成比例增加，顺序为I，Br，Cl和F。这些结果证明了天然有机材料作为储能材料的适用性，以及通过分子尺度工程设计可调氧化还原活性位点及其氧化还原电位的可行策略。

在这项研究中，作者证明了咖啡因作为储能材料的可行性，并阐明了其反应机理。此外，我们发现在分子水平上修饰官能团可以产生新的电化学反应位点。通过恒电流充放电证实了咖啡的可逆氧化还原反应，其性能超过200 mAh g−1容量，即使在 1.5-4.3 V电压范围内循环3次后也是如此。通过各项表征证明了锂和电子的两个等价物在咖啡因分子的羰基（C=O）和亚胺基团（C=N）反应的能量存储机制。此外，已经确定可以通过卤化将新的氧化还原位点引入咖啡因分子中，并且可以通过NMR和循环伏安法根据取代官能团的电负性来控制反应电位。尽管有机材料在液体有机电解质系统中具有低氧化还原电位、低电导率和高溶解度等固有挑战，但它们的成本效益、可持续性和设计灵活性使其成为具有吸引力的储能材料。此外，天然和人类可食用的化合物将是用作储能材料的有前途的选择。然而，咖啡因及其衍生物仍然需要各种优化研究，例如缓解电压衰落和高氧化还原极化，以及上述问题。因此，需要进一步的研究，例如制备纳米碳复合材料以提高导电性和优化电解质以提高循环保持率。此外，需要明确解释通过分子重塑从新形成的反应位点得出的详细反应机理和衰减机理。本研究表明，如果可以将毒性较小的各种天然衍生化合物用作储能材料，并且可以通过分子水平的修饰来改善其电化学性能和性能，则可以为设计下一代可充电电池提供多种选择。