Deciphering SN2-Type Nucleophilic Substitution via Halogen-Free Intermediates for High-Energy Zinc–Iodine Batteries

化学 SN2反应 亲核取代 卤素 替代(逻辑) 取代反应 组合化学 光化学 有机化学 烷基 计算机科学 程序设计语言
作者
Zhehan Yi,Hengyue Xu,Jin‐Lin Yang,Jia Li,Tao Xiao,Hao Chen,Cheng Jiang,Hong Li,Seok Woo Lee,Hong Jin Fan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (30): 26889-26897 被引量:17
标识
DOI:10.1021/jacs.5c08469
摘要

High-valence halogen conversion reactions are promising for realizing high-energy-density aqueous batteries. It has been more challenging to realize a stable and reversible I0/I+ conversion than the facile I-/I0 conversion. While interhalogen chemistry has been employed to realize a reversible I-/I0/I+ (i.e., four-electron) redox couple, the introduction of additional halide species raises corrosion and toxicity issues. Herein, we propose an SN2-type nucleophilic substitution mechanism for the activation of the I0/I+ redox process. A series of halogen-free intermediates containing imide groups is proven effective in promoting four-electron halogen reactions due to conjugation-stabilized nitrogen anions. A structure-kinetics relationship among various imide-containing molecules is elucidated using two descriptors: the hydrogen dissociation energy (Ed) of the imide group and the local nucleophilicity (LN) of the corresponding nitrogen anion. A Zn-I2 battery with a theobromine intermediate exhibits stable cycling (a capacity retention of 93.9% at 5 A g-1 over 1000 cycles). This work provides new insights into the mechanism of the I0/I+ redox process and a new avenue to the development of high-capacity multielectron iodine cathodes.
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
思源应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
贤惠的安露完成签到,获得积分10
刚刚
科目三应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
ding应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
ilihe应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
小安应助科研通管家采纳,获得30
刚刚
刚刚
Jasper应助科研通管家采纳,获得30
刚刚
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
Li完成签到,获得积分10
1秒前
安宁发布了新的文献求助10
2秒前
一只小鱼发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
汉堡包应助阿辉采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
麻薯发布了新的文献求助10
2秒前
小晖晖完成签到,获得积分10
2秒前
香蕉觅云应助ggst采纳,获得10
2秒前
3秒前
故事细腻发布了新的文献求助20
3秒前
成就宛完成签到,获得积分10
3秒前
dark完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
zehua309完成签到,获得积分10
4秒前
4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
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 800
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6315128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8131506
关于积分的说明 17042032
捐赠科研通 5370631
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2851372
邀请新用户注册赠送积分活动 1829157
关于科研通互助平台的介绍 1681214