中科大陈维课题组EnSM: 高性能水系普鲁士蓝类似物-氢气混合电池

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水系可充电电池由于其低成本和高安全性在大规模储能方面显示出广阔的前景。与单离子电池相比，为了充分发挥正极和负极的优势，水系混合离子电池在构建高性能电极系统方面受到了广泛的关注。
中科大陈维课题组EnSM: 高性能水系普鲁士蓝类似物-氢气混合电池
在此，中国科学技术大学陈维教授等人提出并展示了一类水系普鲁士蓝类似物-氢气 (PBA-H2 ) 混合电池，通过将PBA作为正极与氢气负极的合理组合用于不同的阳离子（如Na+、K+和NH4+ )存储，分别称为PBA (Na+)-H2 混合电池、PBA (K+)-H2 混合电池和PBA (NH4+)-H2 混合电池，氢气负极通过电催化析氢/氧化反应工作。
组装好的PBA (Na+)-H2 混合电池具有优异的倍率性能，在100 C的高电流倍率下具有初始容量的45%，在60 C下循环25000次后容量保持率仍高达92%。
中科大陈维课题组EnSM: 高性能水系普鲁士蓝类似物-氢气混合电池
图1. PBA (Na+)-H2 混合电池的电化学性能
此外，PBA (K+)-H2 混合电池可提供卓越的倍率性能和长循环稳定性，60 C下 10,000次循环后容量保持率为88%。
PBA正极在离子插入和提取过程中实现了可逆的电化学反应，这一点通过非原位XRD和XPS光谱得到证实。这项研究为设计高性能水系混合电池提供了新的途径。
中科大陈维课题组EnSM: 高性能水系普鲁士蓝类似物-氢气混合电池
图2. PBA正极的电荷存储机制
High Performance Aqueous Prussian Blue Analogue-Hydrogen Gas Hybrid Batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.050

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