山东大学张进涛Nature子刊:调控水合锌离子助力锌电池的氧化还原可逆性 2023年10月4日 上午12:31 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 22 锌(Zn)的枝晶生长和析氢反应(HER)等副反应会降低锌基电池的性能,但是这些问题与水合锌离子的脱溶过程密切相关。 基于此,山东大学张进涛教授等人报道了通过调节苯酚磺酸锌和4-甲苯磺酸-四丁基铵作为一类电解质的配位微环境,可以有效地调节水合锌离子的溶剂化结构和化学性质。 在锌电极可逆循环超过2000 h、库伦效率(CE)高达99.1%、过电位低至17.7 mV的情况下,聚苯胺正极电池在10000次循环中表现出优异的循环稳定性。 由于PS−具有正静电电位(ESP)(SO42−为-6.4 vs. -10.46 eV),Zn2+-H2O、Zn2+-SO42−、SO42−-H2O、Zn2+-PS−和PS−-H2O之间的结合能分别为-104.2、-642.8、-32.1、-420.7和-15.3 kcal/mol。 Zn2+和PS−离子之间的静电力比SO42−离子之间的静电力弱,但比Zn2+和H2O分子之间的静电力强。在ZnSO4电解质中,在1.92 Å处有一个尖峰,配位数为5.22,对应的是Zn2+离子与水分子氧之间的距离。因此,在有或没有阴离子参与第一溶剂化结构的溶液中,Zn2+离子更倾向于以六配位形式存在。 在Zn(PS)2中,Zn-Ow和Zn-Oanion的配位峰分别位于1.94和1.82 Å,配位数分别为5.61和0.39。PS−负离子的电荷分散表现出与Zn2+离子的弱相互作用,对比SO42−负离子,配位长度增大。 其中,Zn(H2O)5(SO4)和Zn(H2O)5(PS)+的脱溶能分别为719.4和492.2 kcal/mol。体积较大的PS−阴离子也降低了H2O分子的配位数,与拉曼光谱结果一致。 Coordination modulation of hydrated zinc ions to enhance redox reversibility of zinc batteries. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-39237-3. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/04/a1ff8f4bae/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 张强教授,最新两篇Angew.! 2023年10月12日 武大JACS: MOF中创建“分子隔间”,实现可见光驱动高效CO2全面转化 2023年10月15日 复旦徐昕/张波Nature子刊:构筑富Pb的Cu晶界位点,选择性电催化CO还原成正丙醇! 2023年10月1日 CCS Chemistry:类叶绿素仿生酶Mg-N4结构高效光催化CO2化学固定 2024年4月16日 青海盐湖所李武、张波AFM:电沉积超细纳米Mg(OH)2提升磷酸铁锂电池极端温度耐受性 2023年9月25日 电池顶刊集锦:梁叔全、朱大明、汪国秀、黄佳琦、官操、纪效波、刘宇等成果 2023年12月14日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交