Regulating Water Molecules via Bioinspired Covalent Organic Framework Membranes for Zn Metal Anodes

阳极 电解质 电化学 分子 材料科学 化学工程 金属 水溶液 溶剂化 纳米技术 无机化学 化学 电极 有机化学 物理化学 生物化学 工程类 冶金
作者
Sida Zhang,Jiashu Chen,Weigen Chen,Yiwen Su,Qianzhi Gou,Ruduan Yuan,Ziyi Wang,Kaixin Wang,Wentao Zhang,Xiqian Hu,Zhixian Zhang,Pinyi Wang,Fu Wan,Jie Liu,Beibei Li,Yifei Wang,Guangping Zheng,Meng Li,Jingyu Sun
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202424184
摘要

The Zn metal anode in aqueous zinc‐ion batteries (AZIBs) faces daunting challenges including undesired water‐induced parasitic reactions and sluggish ion migration kinetics. Herein, we develop three‐dimensional covalent organic framework (COF) membranes with bioinspired ion channels toward stabilized Zn anodes. These COFs, featured by zincophilic pyridine‐N sites, enable effective regulation of water molecules at the anode‐electrolyte interphase. Systematic experimental analysis and theoretical simulations reveal the optimized COF‐320N membrane functions as ion pumps, accordingly facilitating Zn2+ transport and inhibiting direct contact between Zn anode and free water molecules. Consequently, the bio‐inspired strategy achieves improved Zn2+ transference number (0.61), rapid de‐solvation kinetics, and suppressed hydrogen evolution. The assembled Zn||MnO2 pouch cell integrated with COF‐320N membrane exhibits favorable electrochemical performances. Such a bioinspired concept for optimizing Zn anodes opens new pathways in developing advanced energy storage devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
渔婆发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
完美世界应助鹏酱233采纳,获得10
1秒前
无奈完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
4秒前
Jerry完成签到,获得积分10
4秒前
小送完成签到,获得积分10
5秒前
qingshan完成签到,获得积分10
5秒前
1256完成签到,获得积分10
5秒前
orixero应助蔡继海采纳,获得10
5秒前
5秒前
烟花应助飞兰采纳,获得10
5秒前
大气的莆发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
CodeCraft应助幸福广山采纳,获得10
7秒前
8秒前
丘比特应助无辜乘云采纳,获得10
8秒前
8秒前
潘半青完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
玩命的化蛹完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
11完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
nn11发布了新的文献求助10
13秒前
FTAo完成签到,获得积分20
13秒前
奇客完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
林宇发布了新的文献求助10
14秒前
xiaoyu完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
China—Art—Modernity: A Critical Introduction to Chinese Visual Expression from the Beginning of the Twentieth Century to the Present Day 430
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
Walking a Tightrope: Memories of Wu Jieping, Personal Physician to China's Leaders 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3790087
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3334781
关于积分的说明 10272224
捐赠科研通 3051278
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1674537
邀请新用户注册赠送积分活动 802651
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760828