Hydrogen‐Bond Acceptor and Anion Receptor‐Mediated Regulation of Interfacial Proton Mobility for Long‐Lifespan Aqueous Zinc Batteries

材料科学 接受者 水溶液 氢键 质子 离子 无机化学 光化学 分子 有机化学 化学 冶金 物理 量子力学 凝聚态物理
作者
Yulong Gao,Yuxuan Liu,Yunqi Jia,Bo Feng,Longtao Ma,Min Zhu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (4) 被引量:16
标识
DOI:10.1002/adfm.202514985
摘要

Abstract Continuous interfacial hydrogen bonds network facilitates efficient proton transfer from the bulk electrolyte to the electrode surface, which exacerbates hydrogen evolution reactions (HER) and accelerates zinc corrosion in aqueous zinc‐ion batteries. Here, a dual‐modulation aqueous electrolyte is designed by incorporating a hydrogen bond acceptor, dimethylacetamide (DMA), and an anion receptor, benzyl alcohol (BA), to simultaneously improve zinc anode reversibility and stabilize the manganese ferrocyanide cathode. DMA disrupts interfacial H‐bond networks via its carbonyl group, hindering proton transport through the Grotthuss mechanism. Meanwhile, BA anchors OTf⁻ anions through hydroxyl‐mediated hydrogen bonding, promoting their selective decomposition into species that form a uniform, electron‐blocking solid electrolyte interphase (SEI) on the zinc surface. This SEI suppresses HER by preventing electron transfer to free water, enabling efficient zinc plating. The Zn||Zn symmetric cell achieves a lifespan of 4000 h (2 mA cm⁻ 2 , 1 mAh cm⁻ 2 ) and 2300 h under harsh conditions (10 mA cm⁻ 2 , 5 mAh cm⁻ 2 ), far outperforming traditional electrolytes. Moreover, controlled proton availability also mitigates Mn/Fe dissolution, enhancing Zn||MnFe(CN) 6 cell cycling to 5000 cycles with 82.0% capacity retention and over 99.4% coulombic efficiency. This synergistic approach offers a promising pathway to stabilize both zinc anodes and cathodes in aqueous systems.
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
啾啾发布了新的文献求助10
刚刚
风趣幻枫发布了新的文献求助10
刚刚
扶头酒完成签到,获得积分10
刚刚
Ava应助丶天涯草丶采纳,获得10
刚刚
酷波er应助liberty采纳,获得10
刚刚
orixero应助真实的无血采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
777mh发布了新的文献求助10
2秒前
lucky完成签到,获得积分10
2秒前
FeCl完成签到,获得积分10
2秒前
小二郎应助mdd采纳,获得10
3秒前
腼腆的立辉完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
杭州地铁君完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
Kao应助是神采纳,获得10
4秒前
4秒前
Lucas应助囫囵觉采纳,获得10
5秒前
罗苏明完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
en发布了新的文献求助20
6秒前
爆米花应助阑珊采纳,获得10
6秒前
九九发布了新的文献求助10
6秒前
啾啾完成签到,获得积分10
6秒前
慕青应助李狗蛋采纳,获得30
6秒前
小马甲应助泡泡糖采纳,获得10
7秒前
和谐面包完成签到,获得积分10
7秒前
ant完成签到,获得积分10
7秒前
月亮发布了新的文献求助10
7秒前
小梁完成签到,获得积分10
7秒前
胡桃夹子完成签到,获得积分10
7秒前
zzzzzzzzzzzzzzz关注了科研通微信公众号
9秒前
sieena完成签到,获得积分10
9秒前
沐倾城发布了新的文献求助30
10秒前
酷波er应助清秀的弼采纳,获得10
10秒前
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Tanning Chemistry: The Science of Leather (2nd Edition) 2000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
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 7260512
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8882224
关于积分的说明 18769431
捐赠科研通 6940519
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201909
关于科研通互助平台的介绍 2375511
邀请新用户注册赠送积分活动 2177577