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趙東元院士團(tuán)隊JACS：這個Janus介孔加速器很高效！
來源： 時間：2024-03-04 11:28:28 瀏覽：1261次

第一作者：Lipeng Wang、Bao Zhang

通訊作者：趙東元院士、晁棟梁教授

通訊單位：復(fù)旦大學(xué)

DOI: 10.1021/jacs.3c14019.



研究背景



水系鋅基電池（ZABs）作為“超越鋰離子”的儲能技術(shù)之一，因其安全性、低成本和生態(tài)友好性而備受關(guān)注。金屬Zn負(fù)極上可靠的固體電解質(zhì)界面（SEI）是穩(wěn)定ZABs的必要條件，但不相容的Zn離子還原過程，即同時吸附（捕獲）和脫溶（排斥）Zn2+(H2O)6，給SEI的設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)?；诖?，復(fù)旦大學(xué)趙東元院士/晁棟梁教授儲能團(tuán)隊提出了一種串聯(lián)化學(xué)策略，通過電化學(xué)組裝的具有親水性-OH和疏水-F基團(tuán)的多孔SiO2介孔可作為Janus介孔加速器，從而促進(jìn)Zn2+還原反應(yīng)。這種串聯(lián)化學(xué)策略可為各種金屬陽極的界面設(shè)計提供新的思路，并為下一代高安全性和高可靠性的電池技術(shù)鋪墊道路。



文章要點



1、結(jié)合原位電化學(xué)數(shù)字全息、分子動力學(xué)模擬和光譜表征，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)-OH基團(tuán)從本體電解質(zhì)中捕獲Zn2+簇，接著-F基團(tuán)在殼層中排斥配位的水分子，從而實現(xiàn)串聯(lián)離子還原過程。

2、所得到的對稱電池在4 mA cm-2和10 mA cm-2的高電流密度下分別表現(xiàn)出超過8000 h和2000 h的可逆循環(huán)。此外，Zn//VO2和Zn//I2電池性能進(jìn)一步證明了串聯(lián)化學(xué)策略的可行性。



圖文展示



圖1.Janus介孔加速器串聯(lián)化學(xué)原理圖

圖2.Janus OH-F-mSiO2界面相的合成與結(jié)構(gòu)表征

圖3.具有Janus介孔的金屬Zn負(fù)極的動力學(xué)和熱穩(wěn)定性

圖4.具有Janus介孔的金屬Zn負(fù)極的電化學(xué)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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