Thermodynamic Control of MnO 2 /Mn 2+ Redox Chemistry in Aqueous Batteries

氧化还原 水溶液 化学 氧化物 热力学系统 热力学 水化学 热力学势 相容性(地球化学) 限制 选择性 电化学 化学工程 热力学过程 材料性能 无机化学 科技与社会 动力控制 热力学平衡
作者
Xiaodie Lin,Xiaoliu Wang,Wensheng Wang,Jiajie Shen,Renren Sun,Chenjun Zhang,Ziqi Sun,Mengru Wang,Zongxian Yang,Jishi Wei,Feng Wei Huo,Xiao Min Liang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (43): e5077478-e5077478
标识
DOI:10.1002/anie.5077478
摘要

ABSTRACT The MnO 2 /Mn 2+ redox chemistry is attractive for energy‐dense aqueous batteries, offering high theoretical capacity and favorable redox potential. However, the practical reversibility of this chemistry is severely limited by competing reaction pathways, including Mn 3+ disproportionation, “dead Mn” accumulation, and parasitic reactions. Rather than focusing primarily on material‐performance advances in the appealing Zn‐MnO 2 batteries, this review develops a thermodynamic framework for understanding MnO 2 /Mn 2+ conversion chemistry. It emphasizes the fundamental thermodynamic principles governing MnO 2 /Mn 2+ reaction–pathway selection, interfacial evolution, and failure mechanisms. Within this framework, controlling factors and representative strategies—including local proton and Mn 2+ activities, interfacial water structure, and oxide formation/dissolution energetics—are systematically discussed through equilibrium‐state, quasi‐equilibrium‐state, and concatenated thermodynamic regulation perspectives. Future research directions toward operando activity mapping, mediator selectivity design, and full‐cell thermodynamic compatibility are also outlined. These insights aim to shift MnO 2 /Mn 2+ ‐based aqueous batteries from empirical optimization toward thermodynamic design rules for stable, efficient, and high‐energy redox chemistry.
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
cdercder的应助被elio采纳,获得20
刚刚
刚刚
清水完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
十七完成签到,获得积分10
2秒前
眼里起雾完成签到,获得积分10
2秒前
任梦旋完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
ch发布了新的文献求助10
4秒前
BlueBlue完成签到,获得积分10
4秒前
Jing发布了新的文献求助10
4秒前
xyzdmmm完成签到,获得积分0
4秒前
yzy完成签到,获得积分10
4秒前
jx发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
欣欣发布了新的文献求助10
5秒前
孙嘉畯发布了新的文献求助10
5秒前
BlueBlue发布了新的文献求助30
6秒前
Judy发布了新的文献求助10
6秒前
Raine完成签到,获得积分10
6秒前
鲁西西完成签到,获得积分10
7秒前
JJKK完成签到,获得积分20
7秒前
灵欣完成签到,获得积分10
7秒前
桑榆发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
充电宝的应助被沉静涵瑶采纳,获得10
8秒前
树和茶完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
emm完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
9秒前
11秒前
YY发布了新的文献求助20
11秒前
11秒前
学术垃圾发布了新的文献求助10
11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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140162
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540560
关于积分的说明 21640474
捐赠科研通 7724222
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421034
关于科研通互助平台的介绍 2546194
邀请新用户注册赠送积分活动 2463082