Integrated Dimeric Naphthoquinone[2,3‐d] Imidazole on Single‐Walled Carbon Nanotubes Enables High‐Rate and Stable Aqueous Proton Batteries

材料科学 碳纳米管 水溶液 咪唑 质子 纳米技术 化学工程 有机化学 量子力学 物理 工程类 化学
作者
Yao Wang,Na Ju,Suyan Niu,Wenlong Zhang,Xinyu Liu,Yiming Wang,Xin Chen,Xinyue Zhang,Yongjian Ai,Hongbin Sun,Guangwen Xu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202422711
摘要

Abstract We develop a high‐performance aqueous organic proton battery material (MnO₂@GF//PND@SWCNT) through in situ synthesis of a π‐extended dimer naphthoquinone (2,2′‐(1,4‐phenyl)bis(1H‐naphtho[2,3‐d]imidazole‐4,9‐dione), PND) on single‐walled carbon nanotube (SWCNT) templates. The nucleophilic‐electrophilic amphiphilic imidazole groups create efficient proton‐conducting channels, while SWCNT‐directed assembly yields highly crystalline PND@SWCNT with enhanced π‐π interactions and electron delocalization. The material demonstrates exceptional electrochemical performance, delivering 158.4 mAh g⁻¹ at 1 A g⁻¹ and 121.3 mAh g⁻¹ at 10 A g⁻¹, with 87.39% capacity retention after 20 000 cycles at 10 A g⁻¹. When paired with a MnO₂@graphite felt (MnO₂@GF) cathode, the battery maintains stable operation across a wide temperature range (−20 to 40°C). The bipolar imidazole groups facilitate rapid proton transport during charge/discharge, enabling outstanding rate capability. This work presents a novel molecular design strategy for proton battery materials through conjugated systems with proton‐conducting moieties, offering significant potential for stationary energy storage applications.
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
甜甜的盼海完成签到,获得积分10
刚刚
未来发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6.2应助璇儿的采纳,获得10
1秒前
好l发布了新的文献求助10
1秒前
晚风应助BH123采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
朴实惜霜发布了新的文献求助10
2秒前
可乐发布了新的文献求助10
2秒前
大尾猫完成签到,获得积分10
2秒前
万能图书馆应助hhh采纳,获得10
2秒前
2秒前
归仔发布了新的文献求助10
2秒前
耶律安明发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
串c完成签到,获得积分10
3秒前
last123完成签到,获得积分10
3秒前
jfw完成签到 ,获得积分10
3秒前
Criminology34应助任性的听莲采纳,获得30
4秒前
5秒前
上官若男应助lili采纳,获得10
5秒前
王嘉尔完成签到,获得积分20
5秒前
清野应助奋斗山晴采纳,获得10
5秒前
小郭呀完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
SciGPT应助Hidden采纳,获得10
5秒前
Victooorrr完成签到,获得积分10
5秒前
加西亚完成签到,获得积分10
5秒前
小刘恨香菜完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
长情的凝梦完成签到 ,获得积分10
6秒前
last123发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
风止发布了新的文献求助20
7秒前
朴实惜霜完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
江上浩月发布了新的文献求助10
8秒前
酷酷的柏柳完成签到 ,获得积分20
8秒前
kong完成签到,获得积分10
9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
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders: Interdisciplinary Perspectives 750
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7733798
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9284284
关于积分的说明 20164407
捐赠科研通 7311591
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304501
关于科研通互助平台的介绍 2457129
邀请新用户注册赠送积分活动 2313658