Promoting Zinc Plating and Silencing the Hydrogen Evolution Reaction through Spatial Decoupling for Durable Aqueous Zinc-Ion Batteries

水溶液 材料科学 锌 解耦(概率) 化学工程 电镀(地质) 氢 无机化学 纳米技术 水介质 平版印刷术 镍 催化作用 环境友好型
作者
Zhenrui Wu,H F Wang,Hamidreza Saneifar,Evan J. Hansen,Rameez Ahmad Mir,Eric Woods,Christian Schwab,Martin Finsterbusch,Baptiste Gault,Liping Wang,Jian Liu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (26): 18618-18632
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c20365
摘要

An aqueous Zn-ion battery (AZIB), with its safety and cost benefits, is a promising technology for grid-scale energy storage applications. However, side reactions, such as the hydrogen evolution reaction (HER), occur synchronously with Zn plating, causing anode irreversibility and constituting a fundamental limitation of AZIBs. Herein, we propose a spatial decoupling strategy, using post-transition metal halide as an electrolyte additive to construct in situ microheterogeneity at the anode interface so as to decouple such synchronicity, promoting Zn plating while silencing the HER with solvating H 2 O “hopping” to the anchored halide anion. The work function of post-transitional metals and the polarizability of halide anions are key features in constructing such fast Zn 2+ conducting channels. As a result, using InBr 3 enhances the accumulated capacity of a Zn||Zn cell by 64 times from 0.074 to 4.8 Ah cm –2, the cycle life of a V 2 O 5 ||Zn battery by 100 times from 10 to >1000 cycles, and the stable capacity of a Mn 2 V 2 O 7 ||Zn battery by 70% from 83 to 141 mAh g –1 . We further introduce a feature matrix predicting efficient post-transitional metal cation and halide anion combinations to enhance the reversibility of metal deposition–dissolution reactions. This framework can be generalized to advance other battery chemistries both practically and mechanistically.
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
刚刚
江夏清发布了新的文献求助10
刚刚
XYN1完成签到,获得积分10
刚刚
友好的小鸭子完成签到,获得积分10
刚刚
搜集达人的应助被Dora采纳,获得10
刚刚
SH发布了新的文献求助10
刚刚
爆米花的应助被文艺香菇采纳,获得10
1秒前
顺意顺利完成签到 ,获得积分10
1秒前
asd发布了新的文献求助10
1秒前
阿木的应助被lzs采纳,获得10
1秒前
1秒前
高兴白山完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
俊逸芷容发布了新的文献求助50
2秒前
Jin完成签到,获得积分10
2秒前
Liu1YT完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
归云留忆完成签到,获得积分10
3秒前
确保毕业完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Ava的应助被精明的烨霖采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
zizizizi完成签到,获得积分10
4秒前
hero完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Orange的应助被夭夭采纳,获得10
6秒前
nicolaslcq发布了新的文献求助10
6秒前
YYY完成签到,获得积分10
6秒前
秋枫冬雪完成签到,获得积分10
6秒前
初景的应助被Trin采纳,获得20
6秒前
陈先生发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
昏睡的飞雪完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
林落发布了新的文献求助10
8秒前
li发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1500
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 1400
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7915509
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9415797
关于积分的说明 20918874
捐赠科研通 7514615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3363547
关于科研通互助平台的介绍 2501065
邀请新用户注册赠送积分活动 2394291