Three-Dimensional Visualization of Chemical Stratification and Pathological Redistribution in Aqueous Zinc Batteries

电解质 水溶液 分层(种子) 化学 多物理 再分配(选举) 化学工程 材料科学 化学物理 储能 不稳定性 化学能 无机化学 对流 离子 自然对流
作者
Zhongxi Zhao,Yongtang Chen,Yongfu Liu,Jiangfeng Huang,Junshuo Lian,Yaoming Leng,Peng Tan
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:11 (5): 3861-3871
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.6c00171
摘要

The deployment of aqueous zinc batteries in next-generation energy storage is hindered by interfacial instability of the zinc anode, closely linked to the spatiotemporal evolution of interfacial chemical fields. Herein, an in-situ 3D pH visualization platform directly reveals a spontaneous and persistent gravity-aligned pH gradient at the zinc-electrolyte interface, reaching ∼0.6 between the upper and lower regions. Coupled multiphysics simulations show that electrochemically induced electrolyte density stratification drives natural convection, dominating ion and proton transport and sustaining pH and Zn2+ gradients. The resulting vertical chemical stratification spatially decouples interfacial reactions, leading to directional zinc redistribution. As a proof of concept, suppressing convection using a mixed-salt electrolyte homogenizes the interfacial pH (ΔpH < 0.1) and extends the cycling lifetime of symmetric zinc batteries by over 75%. This work reveals a gravity-coupled mechanism governing interfacial chemical field evolution, providing general physical principles for stabilizing aqueous metal anodes.
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
CLTTT完成签到,获得积分0
2秒前
ren完成签到 ,获得积分10
3秒前
辣椒小皇纸完成签到,获得积分10
5秒前
阿迪完成签到 ,获得积分10
5秒前
852应助xdc采纳,获得10
10秒前
阿氏之光完成签到,获得积分10
11秒前
112完成签到,获得积分10
13秒前
clxgene完成签到,获得积分10
13秒前
chen完成签到,获得积分10
18秒前
yang完成签到 ,获得积分10
19秒前
kaifangfeiyao完成签到 ,获得积分10
19秒前
红烧肉耶完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
magictoo完成签到,获得积分10
36秒前
高高的咖啡豆完成签到 ,获得积分10
38秒前
40秒前
42秒前
xclllyl发布了新的文献求助10
44秒前
可爱可愁完成签到,获得积分10
50秒前
咕咕完成签到 ,获得积分10
57秒前
whx完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
辣椒完成签到,获得积分10
1分钟前
科研甜菜应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
范白容完成签到 ,获得积分0
1分钟前
玖月完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
JJ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
季不住发布了新的文献求助10
1分钟前
老实的乐儿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
季不住完成签到,获得积分10
1分钟前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小呀嘛小郎中完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ada阿达完成签到,获得积分10
1分钟前
stop here完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
大力的安阳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7298151
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916595
关于积分的说明 18879465
捐赠科研通 6963240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210641
关于科研通互助平台的介绍 2379958
邀请新用户注册赠送积分活动 2187125