Practical high-energy aqueous zinc-bromine static batteries enabled by synergistic exclusion-complexation chemistry

溶解 氧化还原 水溶液 电解质 法拉第效率 水解 化学 化学工程 析氧 无机化学 电化学 电极 有机化学 物理化学 工程类
作者
Xu Chen,Chengjun Lei,Pengjie Jiang,Wei Yang,Wenjiao Ma,Xin He,Xiao Liang
出处
期刊:Joule [Elsevier BV]
卷期号:8 (2): 461-481 被引量:90
标识
DOI:10.1016/j.joule.2023.12.023
摘要

Zn-Br batteries with Br−/Br0/Br+ redox have faced challenges concerning the practical energy density and the dissolution/hydrolysis of high-valence polybromide ions (Br3− and BrCl2−). We here introduce a practical Zn-Br battery that harnesses the synergy effects of complexation chemistry in the electrode and the salting-out effect in the aqueous electrolyte. The kosmotropic ZnSO4 electrolyte, with its strong salting-out effect due to the intrinsic structured water formation ability, suppresses the dissolution/hydrolysis of the chaotropic pyridinium-polybromide complexes in the electrode. Such exclusion-complexation chemistry also creates a quasi-solid cathode with improved redox kinetics while effectively inhibiting the oxygen and chlorine evolution reactions. The highly reversible Br−/Br0/Br+ redox couples endow a close-to-theoretical specific capacity of 215 mAh g−1 with an average Coulombic efficiency (CE) of 99.8%. Pouch cells demonstrate a practical high energy density of 106 Wh kg−1, a remarkable energy efficiency of 87.8%, and a low bill of materials (∼$28 per kWh), showcasing its potential for scaling up applications.
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
小鹿发布了新的文献求助10
1秒前
Akim应助Mistletoe采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
搜集达人应助多味花生采纳,获得10
4秒前
5秒前
小鹿完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
明芬发布了新的文献求助10
7秒前
吖梦梦发布了新的文献求助10
8秒前
西贝发布了新的文献求助10
8秒前
乐乐应助ljlcyx采纳,获得10
8秒前
Ava应助月儿采纳,获得10
9秒前
9秒前
完美世界应助睡着的鱼采纳,获得10
10秒前
猪猪侠完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
zh完成签到,获得积分20
11秒前
molihuakai应助吴右西采纳,获得10
12秒前
十戈橙完成签到,获得积分10
12秒前
sxiao18完成签到,获得积分10
13秒前
麻辣小龙虾完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Anker完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
wintersss完成签到,获得积分10
16秒前
猫橘汽水完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
Qzy发布了新的文献求助10
17秒前
hhs完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
萧a发布了新的文献求助10
19秒前
scenery0510完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
撒西不理发布了新的文献求助10
20秒前
多味花生完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
Invited Discussant 63O and 64O 400
Thermodynamics of Natural Systems 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6820393
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8534098
关于积分的说明 18165466
捐赠科研通 6153782
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3033172
关于科研通互助平台的介绍 2012220
邀请新用户注册赠送积分活动 2010096