Direct solar energy charging of metal||air batteries enabled by photo-coupled electrodes

材料科学 电池(电) 控制重构 电极 光伏系统 能量转换 光电子学 能量转换效率 电压 储能 析氧 可持续能源 化学能 纳米技术 碳纤维 太阳能 高效能源利用 异质结 太阳能转换 实现(概率) 高压 直流电
作者
Xinlong Fu,Yi Wang,Changshui Huang,Feng He,Ruiqiao Wu,Qian Chang,Jingxiang Yang,Yuliang Li
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1038/s41467-026-73926-z
摘要

Abstract The realization of solar-charging within rechargeable batteries has been a dream of several generations of scientists, marking a transformation in sustainable energy storage. The key challenge is that the photo-rechargeable electrodes need to simultaneously possess high photovoltaic efficiency and cycling stability. Herein, through dynamic reconfiguration of sp -hybridized carbon networks via direct photoexcitation, we present nitrogen-substituted graphdiyne as a metal-free photoelectrode for integrated solar-charging in rechargeable batteries. Nitrogen-substituted graphdiyne accelerates oxygen evolution reaction kinetics by the synergistic effect of improved intermediate adsorption and hole-mediated oxidation under light excitation. Nitrogen-substituted graphdiyne-based photo-coupled positive electrodes are applicable to multiple metal||air batteries (Zn||air, Li||O 2 , Mg||air, Fe||air, and Al||air), including a low charging voltage of 1.33 V and 96.9% energy efficiency in Zn||air batteries, along with stability over 230 cycles at 100 mA cm −2 . The Li||O 2 battery achieved an efficiency of 96.3%, while Mg||air, Fe||air, and Al||air systems exhibited reduced charging voltages. This research has pioneered a class of photoelectrodes whose active sites are directly and dynamically defined by light, opening avenues for high-efficiency solar-driven energy conversion and 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
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
Sove完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
李爱国的应助被yi采纳,获得10
1秒前
2秒前
宗笑晴完成签到,获得积分10
3秒前
自信谷冬完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
金凤发布了新的文献求助10
6秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
7秒前
balabala完成签到,获得积分10
7秒前
快乐的忆安完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
苼安子完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
情怀的应助被zhangxu采纳,获得50
10秒前
10秒前
12秒前
tan发布了新的文献求助10
12秒前
实验狗发布了新的文献求助10
13秒前
花汀酒完成签到,获得积分10
13秒前
藜杖叩门发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
小二郎的应助被邵蹦蹦采纳,获得10
16秒前
Mm11的应助被无声笛采纳,获得10
17秒前
111完成签到 ,获得积分20
18秒前
yi发布了新的文献求助10
19秒前
苹果果汁发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
20秒前
21秒前
whelixy完成签到,获得积分20
21秒前
共享精神的应助被Yixinliu采纳,获得10
21秒前
Roger完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
沉默的香氛完成签到,获得积分10
22秒前
22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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542847
关于积分的说明 21653935
捐赠科研通 7728606
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422020
关于科研通互助平台的介绍 2547337
邀请新用户注册赠送积分活动 2464829