Fine‐Tuning Electrolyte Concentration and Metal–Organic Framework Surface toward Actuating Fast Zn2+ Dehydration for Aqueous Zn‐Ion Batteries

电解质 水溶液 化学 电化学 无机化学 化学工程 溶剂化 脱水 离子 材料科学 电极 物理化学 有机化学 工程类 生物化学
作者
Yuan Jiang,Wan Zheng,Xiao He,Junyi Yang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:135 (44)
标识
DOI:10.1002/ange.202307274
摘要

Abstract Functional porous coating on zinc electrode is emerging as a powerful ionic sieve to suppress dendrite growth and side reactions, thereby improving highly reversible aqueous zinc ion batteries. However, the ultrafast charge rate is limited by the substantial cation transmission strongly associated with dehydration efficiency. Here, we unveil the entire dynamic process of solvated Zn 2+ ions’ continuous dehydration from electrolyte across the MOF‐electrolyte interface into channels with the aid of molecular simulations, taking zeolitic imidazolate framework ZIF‐7 as proof‐of‐concept. The moderate concentration of 2 M ZnSO 4 electrolyte being advantageous over other concentrations possesses the homogeneous water‐mediated ion pairing distribution, resulting in the lowest dehydration energy, which elucidates the molecular mechanism underlying such concentration adopted by numerous experimental studies. Furthermore, we show that modifying linkers on the ZIF‐7 surface with hydrophilic groups such as −OH or −NH 2 can weaken the solvation shell of Zn 2+ ions to lower the dehydration free energy by approximately 1 eV, and may improve the electrical conductivity of MOF. These results shed light on the ions delivery mechanism and pave way to achieve long‐term stable zinc anodes at high capacities through atomic‐scale modification of functional porous materials.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
合适的梦菡完成签到,获得积分10
刚刚
害怕的听筠完成签到,获得积分10
刚刚
考啥都上岸完成签到,获得积分10
1秒前
NexusExplorer应助咻咻采纳,获得30
1秒前
眼睛大的黑猫完成签到,获得积分10
2秒前
Orange应助重要的安筠采纳,获得30
4秒前
Owen应助desir采纳,获得10
6秒前
Kk完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
DezhaoWang完成签到,获得积分10
7秒前
会飞的螃蟹完成签到 ,获得积分10
7秒前
张小汉发布了新的文献求助10
8秒前
安静的凌萱完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
天天快乐应助lin采纳,获得10
9秒前
bluesmile完成签到,获得积分10
10秒前
十三完成签到,获得积分10
10秒前
热忱完成签到,获得积分10
11秒前
111222发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
十三发布了新的文献求助10
13秒前
adagio发布了新的文献求助10
14秒前
青山落日秋月春风完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Loipen完成签到,获得积分10
16秒前
葬送的芙莉莲完成签到,获得积分10
16秒前
小白完成签到 ,获得积分10
16秒前
隐形路灯完成签到 ,获得积分10
17秒前
科目三应助小小采纳,获得10
18秒前
desir完成签到,获得积分10
18秒前
小梅梅梅完成签到 ,获得积分10
18秒前
今后应助小包包采纳,获得10
18秒前
皮卡噼里啪啦完成签到 ,获得积分10
19秒前
Loipen发布了新的文献求助10
19秒前
Sugaryeah完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
23秒前
snowball完成签到 ,获得积分10
24秒前
热心雪一完成签到 ,获得积分10
25秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2391926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096657
关于积分的说明 5282036
捐赠科研通 1824220
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909793
版权声明 559864
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486170