Stabilizing Zinc Electrodes with a Vanillin Additive in Mild Aqueous Electrolytes

电解质 材料科学 水溶液 电化学 法拉第效率 香兰素 无机化学 阳极 电镀(地质) 电池(电) 电化学窗口 氢氧化锌 化学工程 化学 电极 有机化学 冶金 离子电导率 物理化学 地球物理学 功率(物理) 工程类 地质学 物理 量子力学
作者
Kang Zhao,Fangming Liu,Guilan Fan,Jiuding Liu,Meng Yu,Zhenhua Yan,Ning Zhang,Fangyi Cheng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (40): 47650-47658 被引量:106
标识
DOI:10.1021/acsami.1c14407
摘要

Metallic zinc (Zn) is an attractive anode material to use for building an aqueous battery but suffers from dendritic growth and water-induced corrosion. Herein, we report the use of vanillin as a bifunctional additive in aqueous electrolyte to stabilize the Zn electrochemistry. Computational, spectroscopic, and electrochemical studies suggest that vanillin molecules preferentially absorb in parallel on the Zn surface to homogenize the Zn2+ plating and favorably coordinate with Zn2+ to weaken the solvation interaction between H2O and Zn2+, resulting in a compact, dendrite-free Zn deposition and a stable electrode–electrolyte interface with suppressed hydrogen evolution and hydroxide sulfate formation. In the formulated 2 M ZnSO4 electrolyte with 5 mM vanillin, the Zn anode sustains high areal capacity (10 mAh cm–2 at 1 mA cm–2) and remarkable cycling stability (1 mAh cm–2 for 1000 h) in a Zn|Zn cell and high average Coulombic efficiency (99.8%) in a Zn|Cu cell, significantly outperforming the cells without vanillin. Furthermore, the vanillin additive supports stable operation of full Zn|V2O5 batteries and is readily generalized to a Zn(CF3SO3)2-based electrolyte. This work offers a facile and cost-effective strategy of electrolyte design to enable high-performance aqueous Zn batteries.
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
乔心发布了新的文献求助10
1秒前
可爱的函函应助93采纳,获得10
2秒前
深情安青应助杨冰采纳,获得10
2秒前
王小姐不吃药完成签到 ,获得积分10
2秒前
iwhsgfes发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
干焱完成签到,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
粥粥发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
cc2713206完成签到,获得积分0
10秒前
我是老大应助muyun采纳,获得10
14秒前
Ava应助fanyy采纳,获得10
14秒前
byr完成签到,获得积分10
14秒前
DrN完成签到 ,获得积分10
15秒前
曲聋五完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
Herman_Chen完成签到,获得积分10
17秒前
今后应助生动谷南采纳,获得10
17秒前
Tsuzuri完成签到,获得积分10
18秒前
niceweiwei发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
21秒前
22秒前
dabing发布了新的文献求助10
23秒前
乐观小之发布了新的文献求助10
23秒前
小二郎应助默默的尔丝采纳,获得10
25秒前
粥粥关注了科研通微信公众号
27秒前
27秒前
93发布了新的文献求助10
27秒前
科研通AI5应助dabing采纳,获得10
27秒前
顾矜应助乔心采纳,获得10
28秒前
桐桐应助满眼星辰采纳,获得10
28秒前
英姑应助meng采纳,获得10
31秒前
七个完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
麻雀完成签到,获得积分10
34秒前
我不理解发布了新的文献求助10
34秒前
炎魔之王拉格纳罗斯完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325661
关于积分的说明 10223791
捐赠科研通 3040806
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669006
邀请新用户注册赠送积分活动 798963
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758648