Bismuth: An Epitaxy-like Conversion Mechanism Enabled by Intercalation-Conversion Chemistry for Stable Aqueous Chloride-Ion Storage

阳极 化学 纳米片 插层(化学) 化学工程 无机化学 阴极 水溶液 电池(电) 氯化物 纳米技术 材料科学 有机化学 物理化学 电极 功率(物理) 物理 量子力学 工程类
作者
Haojie Zhu,Lu Peng,Feiyu Kang,Chunyi Zhi,Cheng Yang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (34): 23786-23796 被引量:31
标识
DOI:10.1021/jacs.4c05337
摘要

The exploitation of new anion battery systems based on high-abundance oceanic elements (e.g., F–, Cl–, and Br–) is a strong supplement to the current metal cation (e.g., Li+, Na+) battery technologies. Bismuth (Bi), the rare anion-specific anode species nearest to practical application for chloride ion storage, is plagued by volume expansion and structure collapse due to limited control of its conversion behavior. Here, we reveal that a unique epitaxy-like conversion mechanism in the monocrystalline Bi nanospheres (R3m group) can drastically inhibit grain pulverization and capacity fading, which is enabled by Cl– intercalation in their interlayer space. The Bi nanosphere anode can self-evolve and transform into a rigid BiOCl nanosheet-interlaced structure after the initial conversion reaction. With this epitaxy-like conversion mechanism, the Bi anode exhibits a record-high capacity of 249 mAh g–1 (∼1.2 mAh cm–2) at 0.25 C and sustains more than 1400 h with 20% capacity loss. Pairing this anode with a Prussian blue cathode, the full battery can deliver an ultrahigh desalination capacity of 127.1 m gCl gBi–1. Our study milestones the understanding of conversion-type anode structures, which is an essential step toward the commercialization of aqueous batteries.
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
酷波er应助shidewu采纳,获得10
刚刚
刚刚
ccc发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
路痴发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
surain发布了新的文献求助10
5秒前
一路向北发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
鲤鱼秋柳发布了新的文献求助10
7秒前
起名字好难完成签到,获得积分10
8秒前
CipherSage应助Azhar采纳,获得10
8秒前
qdsj2033发布了新的文献求助10
9秒前
科目三应助Ayu采纳,获得10
9秒前
张洪洋发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
科研通AI6.3应助香梨椰果采纳,获得10
11秒前
Lucas应助秀秀采纳,获得10
12秒前
左丘幼旋1发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
踏实乐枫发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
李健应助ccc采纳,获得10
16秒前
最好的自己完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
ll完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
solo发布了新的文献求助10
19秒前
可爱的函函应助踏实乐枫采纳,获得10
20秒前
20秒前
哦哈哈哈完成签到,获得积分10
21秒前
迅速语蕊发布了新的文献求助10
21秒前
天tian完成签到,获得积分10
22秒前
luluhuhu发布了新的文献求助10
23秒前
wang完成签到,获得积分10
23秒前
路痴发布了新的文献求助10
23秒前
晰默发布了新的文献求助10
24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
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7389625
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8995993
关于积分的说明 19144663
捐赠科研通 7026514
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228700
关于科研通互助平台的介绍 2391003
邀请新用户注册赠送积分活动 2210074