Designing Proton‐Selective Pathway on MnO 2 Surface Toward Sustainable Protonation Electrochemistry

阴极 水溶液 溶解 电化学 电池(电) 化学工程 材料科学 储能 电解质 插层(化学) 纳米技术 化学 无机化学 电极 三元运算 可持续能源 碱性电池 过渡金属 容量损失 电化学储能 纳米结构
作者
Guixing Mo,Wenjun Song,Kun He,Ming Zhao,Yun Li,Rui Zhong,Xiaobin He,Jingang Wu,Xianzhe Han,Jiali Xiang,Jun Lü,Yifei Yuan
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e4662687-e4662687
标识
DOI:10.1002/anie.4662687
摘要

ABSTRACT Manganese dioxide (MnO 2 ), known for its low‐cost, high‐theoretical capacity, and environmental friendliness, has garnered great attention in developing mild aqueous Zn‐MnO 2 batteries (AZMBs). However, Mn 2+ dissolution severely compromises cycling stability and practical viability; moreover, the ambiguity of charge storage mechanisms (e.g., Zn 2+ vs. H + ) makes the direction of strategic engineering uncertain. Herein, via advanced electron microscopy, we show that the charge storage in MnO 2 is dominated by H + intercalation rather than Zn 2+ insertion. Inspired by this finding and by referring to the recipe of proton exchange membrane, we uniformly coat individual MnO 2 particles with a proton‐selective surface, that is, Nafion, which successfully suppresses Mn 2+ dissolution as an “ion filter” and simultaneously facilitates reversible H + insertion/extraction as a “proton channel”. Therefore, the MnO 2 @Nafion cathode exhibits an outstanding specific capacity (277 mAh g −1 after 100 cycles at 0.2 A g −1 ) and remarkable cycling stability, retaining 91.7% of its capacity after 3000 cycles at 2 A g −1 . These results outperform previously reported manganese‐based cathodes, demonstrating the potential of MnO 2 @Nafion as a high‐performance and durable cathode material for AZMBs. This work rationalizes the rising endeavors in the mechanism understanding of MnO 2 ‐based aqueous battery systems and provides new insights for developing more sustainable aqueous battery materials.
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
乌云完成签到 ,获得积分10
刚刚
你听得到完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
星辰大海应助三只青蛙采纳,获得10
刚刚
眼睛大的光完成签到,获得积分10
刚刚
老婆婆不讲理完成签到,获得积分10
1秒前
蒋欣欣发布了新的文献求助10
2秒前
思思完成签到,获得积分10
2秒前
Lucas应助冷静道罡采纳,获得10
2秒前
Vino发布了新的文献求助10
2秒前
liutao关注了科研通微信公众号
2秒前
3秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
本恩宁完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
牛顿的苹果完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
田様应助周小鱼采纳,获得10
4秒前
lobster发布了新的文献求助20
5秒前
冬青完成签到,获得积分20
5秒前
李霞客完成签到,获得积分10
5秒前
Doctor完成签到,获得积分10
6秒前
123完成签到 ,获得积分10
6秒前
魔修完成签到,获得积分10
6秒前
852应助阿奇采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
坚定的无心完成签到,获得积分10
6秒前
赵富贵发布了新的文献求助10
7秒前
tt发布了新的文献求助10
7秒前
含糊的晓凡完成签到,获得积分20
7秒前
cc完成签到,获得积分10
7秒前
111完成签到 ,获得积分10
7秒前
研友_VZG7GZ应助闪闪婴采纳,获得10
7秒前
8秒前
小乖发布了新的文献求助10
8秒前
张大诚完成签到,获得积分10
8秒前
9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
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Rosenblum, Global Change Biology 500
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7766799
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9310665
关于积分的说明 20318532
捐赠科研通 7351898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3315196
关于科研通互助平台的介绍 2464635
邀请新用户注册赠送积分活动 2329829