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:212
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
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
聪慧的从丹完成签到 ,获得积分10
2秒前
勤劳紫青发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
SYX发布了新的文献求助10
3秒前
阿呆不呆ning完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
Yyy完成签到,获得积分10
4秒前
来者完成签到,获得积分10
5秒前
大个应助完美的帽子采纳,获得10
5秒前
鳗鱼忘幽完成签到 ,获得积分10
5秒前
头孢西丁完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
科研捣蛋鬼完成签到,获得积分10
6秒前
小马甲应助复杂曼梅采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
打打应助Kenny采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
寒梅发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
失眠语海完成签到 ,获得积分10
11秒前
顾矜应助NGU采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
何my完成签到 ,获得积分10
13秒前
Lexcellent发布了新的文献求助10
13秒前
豆芽完成签到,获得积分10
13秒前
我想学习完成签到 ,获得积分10
13秒前
可爱的函函应助jwjzsznb采纳,获得10
14秒前
14秒前
李明发布了新的文献求助10
15秒前
复杂曼梅完成签到,获得积分10
15秒前
15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
Petrucci's General Chemistry: Principles and Modern Applications, 12th edition 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5297129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4446068
关于积分的说明 13838325
捐赠科研通 4331226
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2377460
邀请新用户注册赠送积分活动 1372740
关于科研通互助平台的介绍 1338303