Reconstructing Hydrogen Bond Network Enables High Voltage Aqueous Zinc‐Ion Supercapacitors

水溶液 电化学 超级电容器 离子 氢键 电压 化学 材料科学 分子 电气工程 冶金 物理化学 有机化学 电极 工程类
作者
Zhiyu Hu,Zirui Song,Zhaodong Huang,Shusheng Tao,Bai Song,Ziwei Cao,Xinyu Hu,Jiae Wu,Fengrong Li,Wentao Deng,Hongshuai Hou,Xiaobo Ji,Guoqiang Zou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (38): e202309601-e202309601 被引量:96
标识
DOI:10.1002/anie.202309601
摘要

Abstract High‐voltage aqueous rechargeable energy storage devices with safety and high specific energy are hopeful candidates for the future energy storage system. However, the electrochemical stability window of aqueous electrolytes is a great challenge. Herein, inspired by density functional theory (DFT), polyethylene glycol (PEG) can interact strongly with water molecules, effectively reconstructing the hydrogen bond network. In addition, N, N‐dimethylformamide (DMF) can coordinate with Zn 2+ , assisting in the rapid desolvation of Zn 2+ and stable plating/stripping process. Remarkably, by introducing PEG400 and DMF as co‐solvents into the electrolyte, a wide electrochemical window of 4.27 V can be achieved. The shift in spectra indicate the transformation in the number and strength of hydrogen bonds, verifying the reconstruction of hydrogen bond network, which can largely inhibit the activity of water molecule, according well with the molecular dynamics simulations (MD) and online electrochemical mass spectroscopy (OEMS). Based on this electrolyte, symmetric Zn cells survived up to 5000 h at 1 mA cm −2 , and high voltage aqueous zinc ion supercapacitors assembled with Zn anode and activated carbon cathode achieved 800 cycles at 0.1 A g −1 . This work provides a feasible approach for constructing high‐voltage alkali metal ion supercapacitors through reconstruction strategy of hydrogen bond network.
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
tingyi发布了新的文献求助20
刚刚
刚刚
zp发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
zzzz发布了新的文献求助10
1秒前
zzzz发布了新的文献求助10
2秒前
zzzz发布了新的文献求助10
2秒前
zzzz发布了新的文献求助10
2秒前
酷波er应助安静红酒采纳,获得10
2秒前
zzzz发布了新的文献求助10
2秒前
zzzz发布了新的文献求助10
2秒前
zzzz发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
今后应助HJ采纳,获得10
2秒前
大个应助pxwhhh采纳,获得10
3秒前
阿飞大师完成签到,获得积分10
3秒前
江江发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.2应助14采纳,获得10
3秒前
七七完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助zy采纳,获得10
4秒前
往鉳完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Amy发布了新的文献求助10
5秒前
zzzz发布了新的文献求助10
5秒前
zzzz发布了新的文献求助10
5秒前
乐乐应助hyuu采纳,获得10
5秒前
zkg完成签到,获得积分10
5秒前
zzzz发布了新的文献求助10
5秒前
zzzz发布了新的文献求助10
5秒前
zzzz发布了新的文献求助10
5秒前
zzzz发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
超级猫咪完成签到,获得积分10
7秒前
大模型应助小橘子采纳,获得10
7秒前
8秒前
竹竿发布了新的文献求助10
8秒前
MYLee完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 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 7294684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8913160
关于积分的说明 18871633
捐赠科研通 6961157
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210109
关于科研通互助平台的介绍 2379470
邀请新用户注册赠送积分活动 2186314