Hierarchically Mesoporous Graphene Networks Modulate Homogeneous Two‐Electron Redox Chemistry for Highly Reversible and Stable Zinc‐Air Batteries

石墨烯 材料科学 氧化还原 介孔材料 同种类的 纳米技术 化学工程 化学 催化作用 有机化学 物理 工程类 冶金 热力学
作者
Chaochao Yang,Ziqing Yin,Tong Wang,Yan Ai,Linlin Duan,Kerun Zhu,Yan-Zhi Wang,Fengmei Wang,Wei Zhang,Bingjie Wang,Dongliang Chao,Yonggang Wang,Fei Wang,Wei Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202507036
摘要

Abstract The emerging two‐electron (2e − ) redox Zinc‐air batteries (ZABs) in neutral electrolytes have attracted substantial research interest due to their better reversibility and stability compared to alkaline ZABs. However, the generation of nonconductive discharge products (ZnO 2 ) raises kinetics and stability challenges for the design of air cathodes. Herein, a redox‐homogenization electrochemistry approach is reported to accelerate the reversible conversion of ZnO 2 and promote the 2e − /O 2 reaction. The conductive graphene framework, featuring ultrahigh surface areas and high electrical/ionic conductivity, effectively reduces local current densities, thus effectively homogenizing the 2e⁻ redox reaction. Additionally, the hydrophobic 3D network not only diminishes the nucleation barrier but also restricts the growth of ZnO 2 within the mesopores, achieving the homogenization of discharge products and robust reaction kinetics. The fabricated neutral ZABs exhibit a low polarization of 0.43 V and excellent stability beyond 580 h at 0.5 mA cm −2 , most importantly, a benchmark energy efficiency of 75.4% at 0.1 mA cm −2 and 59.5% at 10 mA cm −2 . This work provides a blueprint for constructing advanced carbon cathodes for metal‐air batteries.

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
刚刚
myg123发布了新的文献求助10
刚刚
iacadaf发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
4秒前
科研通AI5应助小李同学采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
林夕发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
小蘑菇应助Marciu33采纳,获得10
7秒前
天真雨南发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
标致的樱桃完成签到,获得积分10
10秒前
xiaodong发布了新的文献求助10
10秒前
木白发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
gnufgg完成签到,获得积分10
13秒前
CA发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Tony发布了新的文献求助10
15秒前
哆哆发布了新的文献求助10
15秒前
Lucas应助花小研采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
mama发布了新的文献求助10
18秒前
南极磷叶石完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Heliotrope完成签到,获得积分10
20秒前
隐形曼青应助maplentp采纳,获得10
21秒前
zyc发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
祁瓀发布了新的文献求助10
23秒前
Lucas应助高贵的睫毛采纳,获得10
23秒前
24秒前
府于杰发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Worked Bone, Antler, Ivory, and Keratinous Materials 1000
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Getting Published in SSCI Journals: 200+ Questions and Answers for Absolute Beginners 300
Advances in Underwater Acoustics, Structural Acoustics, and Computational Methodologies 300
The Monocyte-to-HDL ratio (MHR) as a prognostic and diagnostic biomarker in Acute Ischemic Stroke: A systematic review with meta-analysis (P9-14.010) 240
Scientific and Medical Knowledge Production, 1796-1918 Volume II: Humanity 200
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 3829913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3372458
关于积分的说明 10472458
捐赠科研通 3091978
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1701678
邀请新用户注册赠送积分活动 818544
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 770961