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余桂華團隊Angew.新突破！
來源： 時間：2024-01-02 15:44:38 瀏覽：1252次

第一作者：Li Yadong、Li Yuhao

通訊作者：李洪森教授、余桂華教授

通訊單位：青島大學(xué)、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校

DOI: 10.1002/anie.20231844



研究背景



化石燃料的枯竭及其對環(huán)境的負(fù)面影響刺激了高性能、安全且環(huán)保的儲能系統(tǒng)的各種應(yīng)用的開發(fā)，其中鋅-二氧化錳（Zn-MnO2）電池由于其豐富的自然資源、低毒性、高理論容量和工作潛力在電網(wǎng)規(guī)模儲能應(yīng)用中引起了廣泛關(guān)注。然而，MnO2在弱酸性水性電解質(zhì)中的儲能化學(xué)性質(zhì)及反應(yīng)機理仍然難以捉摸且存在爭議。基于此，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校余桂華教授和青島大學(xué)李洪森教授等人報道了一種將傳統(tǒng)紐扣電池與定制燒杯電池相結(jié)合的方法，模擬了電池在不同場景下的運行狀態(tài)，從而全面地揭示了弱酸性條件下水系Zn-MnO2電池的運行機制。



文章要點



1、作者確定了Zn-MnO2電池在弱酸性電解質(zhì)中的反應(yīng)機理，排除了弱酸性電解質(zhì)中Zn2+和/或H+嵌入/脫嵌機制的可能性。

2、本文揭示了水相Zn-MnO2電池中MnO2/Mn2+溶解-沉積的機理，發(fā)現(xiàn)MnO2不是體系運行的必需成分，并進(jìn)一步揭示了MnO2/Mn2+在鋁離子電池中相同的主要溶解沉積機制。本研究為探究水系電池的運行機制提供了一種有效的方法，并可為開發(fā)具有經(jīng)濟性、高能量輸出和長循環(huán)性能的新型二次電池提供有價值的見解。



圖文展示



 圖1.α-MnO2形貌表征和Zn-MnO2紐扣電池的電化學(xué)性能

圖2. Zn-MnO2 杯式電池在不同電解液中的電化學(xué)性能

圖3. 紐扣電池和燒杯電池首次循環(huán)充放電機理示意圖

圖4.重組紐扣電池在不同電解液中的電化學(xué)性能

圖5.使用2M ZnSO4作為電解質(zhì)的紐扣電池的相和表面化學(xué)表征

圖6. Al-MnO2杯式電池的性能

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12條評論
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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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