Regulating solvation structure and inducing Zn (0 0 2) plane by a multifunctional electrolyte additive toward dendrite suppression and long-life zinc ion hybrid capacitors

电解质 阳极 电化学 水溶液 溶剂化 阴极 化学 无机化学 化学工程 材料科学 分子 电极 物理化学 有机化学 工程类
作者
Hui Peng,Xin Wang,Fan Yang,Zhiyuan Liu,Haikuo Lei,Shuzhen Cui,Xuan Xie,Guofu Ma
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:474: 145864-145864 被引量:58
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145864
摘要

The side reactions of dendrites growth and hydrogen evolution occur inevitably in the aqueous system of Zn anode, which is the fundamental culprits cause of the limited lifespan and Coulomb efficiency (CE) of Zn-based energy storage devices. Herein, for weakening and reconstruction of the solvated structure of hydrated Zn2+ and promote parallel Zn deposition, a cost-effective and green D-trehalose dihydrate (DT) additive is proposed to stabilize the Zn anode by adding it to the aqueous ZnSO4 electrolyte. The results of experiment and theoretical calculation proved that DT additive can effectively disrupt the original Zn2+ solvated sheaths and reconstruct hydrogen bond networks in the ZnSO4 electrolyte, thereby increasing the decomposition potential of H2O molecules and induced (0 0 2) crystal plane to form horizontally ordered and densely stacked Zn deposition, leading to significantly reducing the generation of sharp dendrites during the Zn plating and stripping process. In this way, the Zn anodes in optimized ZnSO4 + DT electrolyte exhibit enhanced the cycling stability with lifespan over 650 h and high CE of 99%, which is nearly 10 times more stable than that in pure ZnSO4 electrolyte. Moreover, Zn-ion hybrid capacitors (ZICs) assembled with ZnSO4 + DT electrolyte and N, P co-doped hard carbon (NPHC) as cathode exhibits a high discharge capacity of 123.5 mAh/g at 0.1 A/g and superior capacity retention (over 90% after ultra-long 20,000 cycles at 5 A/g), along with about 100% CE.
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
shuo0976发布了新的文献求助10
1秒前
YueyueZhu发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Lucky发布了新的文献求助10
2秒前
包凡之完成签到,获得积分10
2秒前
科目三应助Kyson采纳,获得10
2秒前
2秒前
Stella发布了新的文献求助100
2秒前
深情安青应助尼嘎采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
脑洞疼应助勤劳秋莲采纳,获得10
4秒前
HM250完成签到 ,获得积分10
5秒前
芒果千层完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Lucas应助游游采纳,获得10
6秒前
叶子完成签到,获得积分10
7秒前
luke发布了新的文献求助10
7秒前
忐忑的井完成签到,获得积分10
7秒前
mj完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
动听的星月完成签到,获得积分10
10秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
10秒前
shuo0976完成签到,获得积分10
10秒前
黄子芮完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
亮晶晶完成签到,获得积分10
11秒前
FashionBoy应助天真的梦露采纳,获得10
11秒前
Re完成签到,获得积分10
12秒前
molingyue完成签到,获得积分10
12秒前
和谐一万完成签到,获得积分10
12秒前
寂灭之时发布了新的文献求助10
12秒前
火星上冰萍应助席以亦采纳,获得10
12秒前
西西完成签到,获得积分10
13秒前
直率的砖头完成签到,获得积分10
14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
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6160270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7988515
关于积分的说明 16604990
捐赠科研通 5268587
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2811111
邀请新用户注册赠送积分活动 1791266
关于科研通互助平台的介绍 1658124