Intramolecular Hydrogen Bonds Enhanced Quinone‐Based Anode for High‐Performance Aqueous Proton Batteries

材料科学 阳极 电解质 电化学 水溶液 质子 阴极 分子内力 电极 质子输运 溶解 化学工程 氢键 聚合物 无机化学 储能 拉曼光谱 可逆氢电极 分子间力 电池(电) 离子 放松(心理学) 动力学 纳米技术 电极电位 光化学
作者
Xiao Liu,Jinlan Tang,Duan Bin,C X Li,Linyan Su,Wei Qin,Xingru Chen,Yu Ge,Rong Ge,Beibei Yang,Yongzheng Zhang,Hongbin Lu,Yonggang Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (16): e22232-e22232 被引量:4
标识
DOI:10.1002/adma.202522232
摘要

ABSTRACT Aqueous proton batteries (APBs), utilizing redox‐active organic materials as the minimal hydrate proton charge carriers, have emerged as promising candidates for next‐generation energy‐storage. However, conventional quinone‐based electrode inclines to suffer from critical limitations, including electrode dissolution and sluggish reaction kinetics in strong acid electrolytes. To overcome this challenge, a quinone‐based polymer (HMND) material with intermolecular hydrogen bonds (HBs) was designed as an anode for APBs. This material forms HBs (C═O⋯N─H) between O in ─C═O and H in ─NH 2 that can not only significantly enhance the cycling stability of the organic electrode but also endow it with outstanding rate capability by accelerating proton transfer through the Grotthuss mechanism. The proton insertion/extraction mechanism has been verified through DFT, in situ/ex situ Raman spectra, and FT‐IR. Furthermore, the full APBs coupled with MnO 2 @GF cathode delivers a long lifespan of 42 000 cycles with a capacity decay rate of only 0.0018% per cycle at 8 A g −1 , along with an excellent rate performance (212.5 mAh g −1 at 1 A g −1 , 91.4 mAh g −1 at 70 Ag −1 ). It consistently showcases outstanding electrochemical performances even under extreme conditions in a frozen electrolyte at −60 °C, implying great potential for energy storage applications under extreme temperature scenarios.
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
PPSlu完成签到,获得积分10
刚刚
火星上的菲鹰的应助被ccc采纳,获得10
刚刚
文艺的伊完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
Prof.Z发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
隐形曼青的应助被3336929526采纳,获得10
3秒前
imshaw发布了新的文献求助10
4秒前
wwwwwwjh完成签到,获得积分10
4秒前
祈愿a完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
我是老大的应助被Maqian采纳,获得10
6秒前
孤独陛下发布了新的文献求助10
7秒前
小明发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
科研通AI6.2的应助被i777采纳,获得10
7秒前
无情曼文发布了新的文献求助10
7秒前
呼呼发布了新的文献求助10
8秒前
多加辣给多加辣的求助进行了留言
9秒前
小张发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
11秒前
爆米花的应助被平淡的洪纲采纳,获得10
12秒前
呵呵的应助被Yanyu采纳,获得100
12秒前
13秒前
科研通AI6.4的应助被GAP采纳,获得10
13秒前
小明完成签到,获得积分10
14秒前
HOH发布了新的文献求助10
14秒前
傅以柳发布了新的文献求助20
14秒前
顺顺顺完成签到,获得积分20
15秒前
HM发布了新的文献求助10
15秒前
3336929526发布了新的文献求助10
15秒前
suoqian完成签到,获得积分10
15秒前
mmm完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
FashionBoy的应助被TNU采纳,获得10
19秒前
科研通AI6.2的应助被33采纳,获得10
22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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Qualitative Methodologies in Tourism Studies: Disrupting and Co-creating Critical Research 350
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8038616
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9473614
关于积分的说明 21267021
捐赠科研通 7607660
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3390729
关于科研通互助平台的介绍 2522310
邀请新用户注册赠送积分活动 2428215