Facile Polyiodides Conversion Enabled by Facet Engineering for Durable Zinc–Iodine Batteries

材料科学 尖晶石 面(心理学) 纳米技术 吸附 水溶液 化学工程 吸收(声学) 氧化物 工作(物理) 氧化钴 高能 电池(电) 能量转换 电极 储能 纳米晶 表面工程 钴 电化学 自组装 光谱学
作者
Tianran Yan,Lei Wang,Shusheng Huang,Shiqi Shen,Xinzhi Miao,Liang Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (44): 30257-30269
标识
DOI:10.1021/acsnano.6c15505
摘要

Abstract Aqueous zinc–iodine (Zn–I2) batteries are highly promising for grid-scale energy storage, yet their practical viability is severely plagued by the polyiodides shuttle effect and sluggish liquid–solid conversion kinetics, which fundamentally arise from the contradictory energetic demands between soluble intermediate confinement and solid-product desorption. Herein, we rationally construct a dual-facet spinel cobalt oxide to precisely decouple these competing interfacial behaviors. By regulating the proportional exposure of strongly coordinating (100) and weakly coordinating (111) facets, a tailored surface microenvironment is constructed that effectively circumvents the inherent thermodynamic trade-off, breaking the single adsorption limitation intrinsic to uniform catalysts. In situ iodine L3-edge X-ray absorption spectroscopy and three-dimensional synchrotron-based nanocomputed tomography reveal that this specific facet modulation substantially reduces the activation barrier for rate-determining polyiodides oxidation, facilitating spatially uniform solid-iodine deposition. Driven by these structural advantages, the assembled Zn–I2 batteries with c/o-Co3O4 deliver a high specific capacity of 161.1 mAh g–1 at 16 A g–1 and an ultralow capacity decay rate of 0.00055% per cycle after 50,000 cycles at 10 A g–1. Furthermore, the batteries also exhibit a broad operational temperature ranging from −30 to 60 °C, highlighting the strong potential for practical applications. This work provides a perspective on facet engineering for achieving wide-temperature-tolerant aqueous iodine storage.
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
早日毕业完成签到,获得积分10
刚刚
余如龙完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
陈砍砍完成签到 ,获得积分10
1秒前
温乘云发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
weiwei完成签到,获得积分10
1秒前
糊涂的思菱完成签到,获得积分10
1秒前
maliwen完成签到,获得积分10
2秒前
Junzhuo Zhou完成签到,获得积分10
2秒前
CXY完成签到,获得积分10
2秒前
D哈哈完成签到,获得积分10
2秒前
byy完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
顾矜的应助被jinchh采纳,获得10
3秒前
qwa完成签到,获得积分10
3秒前
知意完成签到,获得积分10
3秒前
恭喜发财完成签到,获得积分10
4秒前
大力青文完成签到,获得积分10
4秒前
junjie1022222完成签到,获得积分10
5秒前
染染爱喝柠檬茶完成签到 ,获得积分10
6秒前
沉静的白桃完成签到,获得积分10
6秒前
受伤的德天完成签到,获得积分10
6秒前
wjw发布了新的文献求助10
6秒前
虚心的阿松完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
798完成签到,获得积分10
6秒前
清爽的含灵完成签到,获得积分10
7秒前
阿哲完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
勤恳的归尘完成签到,获得积分10
7秒前
高大头发布了新的文献求助30
7秒前
高飞完成签到,获得积分10
7秒前
石头发布了新的文献求助10
7秒前
木瓜完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
万能图书馆的应助被wang采纳,获得10
8秒前
jdy完成签到 ,获得积分10
8秒前
风中追风完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿的应助被李好好采纳,获得10
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
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
Enhancing Inclusivity in International Large-Scale Assessments: Alignment Optimization as a Tool for Valid Cross-National Comparisons 800
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 8136768
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9537760
关于积分的说明 21625325
捐赠科研通 7720322
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420082
关于科研通互助平台的介绍 2545494
邀请新用户注册赠送积分活动 2461874