Interfacial H‐bond Network/Concentration Fields/Electric Fields Regulation Achieved by D‐Valine Anions Realizes the Highly Efficient Aqueous Zinc Ion Batteries

离子 阳极 水溶液 化学物理 质子 化学 电场 分子动力学 氢键 空间电荷 化学工程 材料科学 分子 计算化学 物理化学 有机化学 电极 电子 工程类 物理 量子力学
作者
Jiadong Lin,Chenchen Ji,Gaozhi Guo,Yulu Luo,Pengru Huang,Lixian Sun,Fen Xu,Wilhelm Pfleging,Kostya S. Novoselov
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (24): e202501721-e202501721 被引量:23
标识
DOI:10.1002/anie.202501721
摘要

Abstract Uncontrolled mobile anions and proton transport result in many issues, including interfacial anion depletion, irregular multiphysics fields fluctuations, space charge layer‐induced interfacial Zn dendrites, and hydrogen evolution reaction (HER), which seriously exacerbates the cycling stability of zinc‐ion batteries. Herein, this work constructs an efficient D‐valine anion interface structure to reversely regulate the Zn 2+ /H + dynamic chemistry and unlocks the multiple regulation effects of this anionic interface by investigating interfacial proton transport and complex concentration/electric fields distribution of Zn anode through dynamic in‐situ spectroscopy analysis, static energy calculations, and molecular dynamics simulation. We unravel core factors affecting complicated interfacial HER processes and the generation of the space charge layer. This anionic interfacial layer severs proton hopping transport by rupturing the initial water–water hydrogen bond, which effectively restrains uncontrolled HER processes. Further, the anion‐immobilized interfacial layer accelerates Zn 2+ transfer to optimize the interfacial concentration fields. Also, the anionic interface restrains the formation of the anion depletion layer by relieving rapid Zn 2+ ions exhaustion and strengthening the uniformity of interfacial electrical field distribution, which suppresses space charges‐induced Zn dendrite growth. Consequently, Zn||Zn symmetric cells deliver an ultralong cycle life of 4150 h. Importantly, the multiple regulation effects enable Zn||I 2 cells exhibit long‐term stable life.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
183发布了新的文献求助30
刚刚
呼呼啦啦完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
LC发布了新的文献求助10
1秒前
钟小凯完成签到 ,获得积分10
2秒前
丘比波比关注了科研通微信公众号
2秒前
丁仪完成签到,获得积分10
2秒前
下雨天的树完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研通AI6应助tttt采纳,获得10
3秒前
zgd发布了新的文献求助10
4秒前
-17完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
yummy完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
莫羽倾尘发布了新的文献求助10
6秒前
思源应助香蕉幻桃采纳,获得10
7秒前
biohydrogel完成签到,获得积分10
7秒前
leotao完成签到,获得积分10
7秒前
菲菲发布了新的文献求助10
8秒前
充电宝应助Trent采纳,获得10
9秒前
快乐的小翠完成签到,获得积分20
9秒前
lilian发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Noblesj发布了新的文献求助10
10秒前
清脆的飞丹完成签到,获得积分10
11秒前
仙兮熙完成签到 ,获得积分10
12秒前
梓树发布了新的文献求助10
12秒前
兜兜完成签到,获得积分10
13秒前
可爱多完成签到,获得积分10
13秒前
Fan发布了新的文献求助10
14秒前
胡涂图完成签到 ,获得积分10
14秒前
he完成签到 ,获得积分10
14秒前
香蕉幻桃完成签到,获得积分20
15秒前
jiuwu完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
谦让的博完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17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 Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5600432
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4686051
关于积分的说明 14841577
捐赠科研通 4676571
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538725
邀请新用户注册赠送积分活动 1505789
关于科研通互助平台的介绍 1471195