Copper Collector Generated Cu+/Cu2+ Redox Pair for Enhanced Efficiency and Lifetime of Zn–Ni/Air Hybrid Battery

电解质 X射线光电子能谱 纳米针 氧化还原 材料科学 化学工程 电池(电) 电极 纳米技术 化学 冶金 纳米结构 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Guangying Zhang,Xu Liu,Lei Wang,Gengyu Xing,Chungui Tian,Honggang Fu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (10): 17139-17148 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c07542
摘要

Although Zn-Ni/air hybrid batteries exhibit improved energy efficiency, power density, and stability compared with Zn-air batteries, they still cannot satisfy the high requirements of commercialization. Herein, the Cu+/Cu2+ redox pair generated from a copper collector has been introduced to construct the hybrid battery system by combining Zn-air and Zn-Cu/Zn-Ni, in which CuXO@NiFe-LDH and Co-N-C dodecahedrons are respectively adopted as oxygen evolution (OER) and oxygen reduction (ORR) electrodes. For fabricating CuXO@NiFe-LDH, the Cu foam collector is oxidized to in situ form 1D CuXO nanoneedle arrays, which could generate the Cu+/Cu2+ redox pair to enhance battery efficiency by providing an extra charging-discharging voltage plateau to reduce the charging voltage and increase the discharge voltage. Then, the 2D NiFe hydrotalcite nanosheets grow on the nanoneedle arrays to obtain 3D interdigital structures, facilitating the intimate contact of the ORR/OER electrode and electrolyte by providing a multichannel structure. Thus, the battery system could endow a high energy efficiency (79.6% at 10 mA cm-2), an outstanding energy density (940 Wh kg-1), and an ultralong lifetime (500 h). Significantly, it could stably operate under harsh environments, such as oxygen-free and any humidity. In situ X-ray diffraction (XRD) combined with ex situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses demonstrate the reversible process of Cu-O-Cu ↔ Cu-O and Ni-O ↔ Ni-O-O-H during the charging/discharging, which are responsible for the enhanced efficiency and lifetime of battery.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
开心笑翠关注了科研通微信公众号
1秒前
你的文献发布了新的文献求助10
3秒前
小高发布了新的文献求助10
4秒前
liuke完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
无敌暴龙战士完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
zhangxr完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
无花果应助积极孤云采纳,获得10
8秒前
可爱的函函应助小六采纳,获得10
9秒前
rachel03发布了新的文献求助10
9秒前
筱灬发布了新的文献求助20
9秒前
10秒前
10秒前
12秒前
小李完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
文章仙人完成签到,获得积分10
14秒前
秋殇浅寞完成签到,获得积分10
15秒前
wanna发布了新的文献求助10
15秒前
小蘑菇应助书生也要读书采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
开心笑翠发布了新的文献求助10
18秒前
wxwmb完成签到,获得积分10
19秒前
听风暖完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
xavier完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
书生也要读书完成签到,获得积分20
22秒前
stokis03完成签到 ,获得积分10
23秒前
AQ完成签到 ,获得积分10
23秒前
不安牛青完成签到,获得积分10
24秒前
ZQF发布了新的文献求助10
24秒前
畅快沛白发布了新的文献求助10
25秒前
小高完成签到,获得积分10
26秒前
小六完成签到,获得积分20
28秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2392088
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096765
关于积分的说明 5282622
捐赠科研通 1824288
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909850
版权声明 559895
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486216