Europium Macrocyclic Complexes With Rigid High‐Symmetry Coordination Geometry for High‐Voltage and Durable Neutral Aqueous Redox Flow Batteries

氧化还原 水溶液 溶剂化 化学 配位几何学 流动电池 配位复合体 电池(电) 材料科学 动能 协调数 无机化学 电化学 溶解度 电极 电催化剂 化学工程 催化作用 化学物理 结晶学 能量最小化 化学稳定性 纳米技术 配体(生物化学)
作者
Sheng Wen,Jianwen Guo,Binze Yang,Tengfei Dai,Pengbo Zhang,Peng Liu,Yongkang Chen,Qingbo Guo,Yuzhu Liu,Zuoxiu Tie,Zhong Jin
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e7044020-e7044020
标识
DOI:10.1002/anie.7044020
摘要

ABSTRACT Neutral aqueous redox flow batteries (ARFBs) are promising for grid‐scale energy storage because of their intrinsic safety, low corrosiveness, and environmental compatibility, yet achieving both high energy density and long‐term stability remains challenging. Herein, we report a coordination‐geometry‐regulated europium macroheterocyclic complex in which a Eu 3+ /Eu 2+ redox centre is efficiently stabilized by a rigid square‐antiprismatic coordinated 1,4,7,10 ‐tetraazacyclododecane‐ N,N′,N′′,N′′′ ‐tetraacetic acid (DOTA) ligand, namely Eu(DOTA). This rigid macrocyclic framework efficiently preserves the structural integrity of the complex during extended redox cycling. Theoretical calculations and spectroscopic characterization reveal that the highly symmetric Eu–O/Eu–N coordination shell homogenizes Eu–ligand interactions, significantly elevating the kinetic barrier for the first water‐coordination event. Thus, Eu(DOTA) resists water‐induced coordination changes and structural rearrangement, while its organized solvation shell is associated with reduced membrane crossover. Consequently, the Eu(DOTA)‐based negolyte exhibits a high aqueous solubility (up to 2.2 M) and a high operating voltage of 1.43 V in neutral Eu‐Fe ARFBs. At 1.0 M, the battery delivers 23.8–24.4 Ah L −1 and sustains 2000 cycles (103 days), with decay rates of 0.0070% and 0.0023% per cycle over the initial 360 and subsequent 1640 cycles, respectively. These results establish a coordination‐environment‐guided strategy for designing high‐voltage, long‐lived neutral ARFBs.
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
结实楷瑞完成签到 ,获得积分10
1秒前
樱桃奶球完成签到 ,获得积分10
2秒前
兰战非完成签到 ,获得积分10
3秒前
无辜的酸奶完成签到 ,获得积分10
3秒前
Lion完成签到,获得积分10
4秒前
马超放烟花完成签到 ,获得积分10
5秒前
宇文风行完成签到,获得积分10
5秒前
LT完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ryan完成签到,获得积分0
6秒前
醉熏的复天完成签到,获得积分10
6秒前
zzz完成签到,获得积分10
7秒前
XiZhou完成签到 ,获得积分10
7秒前
隔岸完成签到 ,获得积分10
9秒前
shouz完成签到,获得积分10
11秒前
wyt123完成签到,获得积分10
11秒前
DH完成签到 ,获得积分10
14秒前
中微子完成签到 ,获得积分10
15秒前
坚定的鹭洋完成签到,获得积分10
16秒前
IMPRESSED完成签到,获得积分10
17秒前
科研人完成签到,获得积分10
17秒前
zyw完成签到 ,获得积分10
18秒前
Nathan完成签到,获得积分10
18秒前
愉快的丹彤完成签到 ,获得积分10
19秒前
顺硕完成签到,获得积分10
19秒前
zhang完成签到,获得积分10
24秒前
凉拌冰阔落完成签到 ,获得积分10
25秒前
跳跃完成签到,获得积分10
27秒前
YQ完成签到 ,获得积分10
27秒前
jyjy完成签到 ,获得积分10
27秒前
愉快的夜雪完成签到,获得积分10
29秒前
ZZQ完成签到 ,获得积分10
29秒前
畅快小霸王完成签到,获得积分10
30秒前
迪仔完成签到 ,获得积分10
31秒前
青菜完成签到 ,获得积分10
31秒前
默成应助畅快小霸王采纳,获得10
33秒前
欣喜的高烽完成签到,获得积分10
34秒前
xxxxxxxxxx完成签到 ,获得积分10
34秒前
开心德天完成签到,获得积分10
38秒前
Tonald Yang完成签到 ,获得积分20
38秒前
39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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7765973
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9309914
关于积分的说明 20313137
捐赠科研通 7350746
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3315010
关于科研通互助平台的介绍 2464526
邀请新用户注册赠送积分活动 2329570