One-Dimensional π–d Conjugated Conductive Metal–Organic Framework with Dual Redox-Active Sites for High-Capacity and Durable Cathodes for Aqueous Zinc Batteries

氧化还原 材料科学 阴极 水溶液 法拉第效率 化学工程 溶解 金属有机骨架 无机化学 电化学 电极 化学 有机化学 吸附 冶金 物理化学 工程类
作者
Zhiyuan Sang,Jiaxin Liu,Xueqi Zhang,Lichang Yin,Feng Hou,Ji Liang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (3): 3077-3087 被引量:129
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c11974
摘要

Aqueous Zn-based batteries (ZIBs) possess huge advantages in terms of high safety, low cost, and environmental friendliness. However, the lack of suitable cathodes with high-capacity, long-cycling, and high-rate capability limits their practical application. Herein, we present a highly crystalline one-dimensional π–d conjugated conductive metal–organic framework by coordinating ultrasmall 1,2,4,5-benzenetetramine (BTA) linkers with copper ions (Cu-BTA-H), as a cathode for ZIBs. The large ratio of active sites and dual redox mechanism of Cu-BTA-H, including the one-electron-redox reaction over copper ions (via Cu 2+ /Cu + ) and the two-electron-redox reaction over organic ligands (via C═N/C–N), effectively enhance its reversible capacity. Meanwhile, the abundant porosity, small band gap, high crystallinity, and stable coordination structure of Cu-BTA-H endow it with fast ion/electron transport and effectively hinder the dissolution of organic ligands during cycling, respectively. Consequently, Cu-BTA-H possesses a high reversible capacity of 330 mAh g –1 at 200 mA g –1 and excellent rate performance and long-cycle stability, with a high capacity of 106.1 mAh g –1 at 2.0 A g –1 after 500 cycles and a high Coulombic efficiency of ∼100%. The proposed conductive MOFs with dual redox-active sites provide an efficient approach for constructing fast, stable, and high-capacity energy storage devices.
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
CodeCraft应助尹雪儿采纳,获得10
1秒前
阿萨德发布了新的文献求助10
1秒前
chen发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Chen完成签到,获得积分20
2秒前
FeMoco发布了新的文献求助30
2秒前
可爱的函函应助lc采纳,获得10
2秒前
4秒前
轻松幼南完成签到 ,获得积分10
5秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
星辰大海应助mxc采纳,获得10
5秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
6秒前
wangsen发布了新的文献求助10
7秒前
刘先生完成签到 ,获得积分10
8秒前
21ssa发布了新的文献求助10
9秒前
Judles发布了新的文献求助10
10秒前
李健的小迷弟应助FeMoco采纳,获得10
11秒前
11秒前
小马甲应助阿萨德采纳,获得10
11秒前
12秒前
YXY应助林雪采纳,获得10
13秒前
lrc543345完成签到,获得积分10
15秒前
zhangsy0124发布了新的文献求助30
15秒前
尹雪儿发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
18秒前
星辰大海应助罗博超采纳,获得10
19秒前
角角完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
KKKxp完成签到,获得积分10
22秒前
JF123_完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
Nothing完成签到,获得积分10
23秒前
再见完成签到 ,获得积分10
24秒前
sam完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
牛牛完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
jingdaitianxiang完成签到 ,获得积分10
27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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7689872
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9251917
关于积分的说明 19973647
捐赠科研通 7262831
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3290440
关于科研通互助平台的介绍 2447134
邀请新用户注册赠送积分活动 2295279