High-Capacity NH4+ Charge Storage in Covalent Organic Frameworks

化学 氢气储存 共价键 溶剂化 氢键 离子 储能 水溶液 纳米技术 无机化学 电化学 化学物理 分子 物理化学 电极 有机化学 热力学 功率(物理) 物理 材料科学
作者
Zhengnan Tian,Vinayak S. Kale,Yizhou Wang,Sharath Kandambeth,Justyna Czaban‐Jóźwiak,Osama Shekhah,Mohamed Eddaoudi,Husam N. Alshareef
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (45): 19178-19186 被引量:108
标识
DOI:10.1021/jacs.1c09290
摘要

Ammonium ions (NH4+), as non-metallic charge carriers, have spurred great research interest in the realm of aqueous batteries. Unfortunately, most inorganic host materials used in these batteries are still limited by the sluggish diffusion kinetics. Here, we report a unique hydrogen bond chemistry to employ covalent organic frameworks (COFs) for NH4+ ion storage, which achieves a high capacity of 220.4 mAh g-1 at a current density of 0.5 A g-1. Combining the theoretical simulation and materials analysis, a universal mechanism for the reaction of nitrogen and oxygen bridged by hydrogen bonds is revealed. In addition, we explain the solvation behavior of NH4+, leading to a relationship between redox potential and desolvation energy barrier. This work provides a new insight into NH4+ ion storage in host materials based on hydrogen bond chemistry. This mechanism can be leveraged to design and develop COFs for electrochemical energy storage.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
wwwww完成签到 ,获得积分10
1秒前
宣兰发布了新的文献求助20
3秒前
wangyinwaq完成签到,获得积分10
3秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
wangjingli666应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
6秒前
xiao完成签到 ,获得积分10
8秒前
高君奇完成签到,获得积分10
9秒前
隐形曼青应助tudouni采纳,获得10
9秒前
9秒前
Akim应助宣兰采纳,获得10
9秒前
汉堡包应助狞猰采纳,获得10
11秒前
zhdjj应助阿媛呐采纳,获得10
12秒前
hxxx发布了新的文献求助20
13秒前
许瑞杰发布了新的文献求助10
14秒前
JamesPei应助羊羊羊采纳,获得30
14秒前
愉快秋珊完成签到 ,获得积分20
19秒前
pluto应助含糊的灵雁采纳,获得10
20秒前
貂蝉大哥完成签到,获得积分10
20秒前
研友_LOro08发布了新的文献求助20
22秒前
23秒前
许瑞杰完成签到,获得积分10
25秒前
CodeCraft应助柔弱的傲芙采纳,获得10
25秒前
累啊发布了新的文献求助10
26秒前
愉快秋珊关注了科研通微信公众号
29秒前
上官雨时发布了新的文献求助10
30秒前
zdw完成签到,获得积分10
30秒前
Www发布了新的文献求助10
31秒前
33秒前
zdw发布了新的文献求助10
33秒前
36秒前
39秒前
娟老大发布了新的文献求助10
40秒前
40秒前
41秒前
43秒前
顺心牛排发布了新的文献求助10
44秒前
45秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 400
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
3X3 Basketball: Everything You Need to Know 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2386694
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2093064
关于积分的说明 5267211
捐赠科研通 1819906
什么是DOI,文献DOI怎么找? 907838
版权声明 559228
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 484949