山东大学张进涛Nature子刊:调控水合锌离子助力锌电池的氧化还原可逆性 2023年10月4日 上午12:31 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 48 锌(Zn)的枝晶生长和析氢反应(HER)等副反应会降低锌基电池的性能,但是这些问题与水合锌离子的脱溶过程密切相关。 基于此,山东大学张进涛教授等人报道了通过调节苯酚磺酸锌和4-甲苯磺酸-四丁基铵作为一类电解质的配位微环境,可以有效地调节水合锌离子的溶剂化结构和化学性质。 在锌电极可逆循环超过2000 h、库伦效率(CE)高达99.1%、过电位低至17.7 mV的情况下,聚苯胺正极电池在10000次循环中表现出优异的循环稳定性。 由于PS−具有正静电电位(ESP)(SO42−为-6.4 vs. -10.46 eV),Zn2+-H2O、Zn2+-SO42−、SO42−-H2O、Zn2+-PS−和PS−-H2O之间的结合能分别为-104.2、-642.8、-32.1、-420.7和-15.3 kcal/mol。 Zn2+和PS−离子之间的静电力比SO42−离子之间的静电力弱,但比Zn2+和H2O分子之间的静电力强。在ZnSO4电解质中,在1.92 Å处有一个尖峰,配位数为5.22,对应的是Zn2+离子与水分子氧之间的距离。因此,在有或没有阴离子参与第一溶剂化结构的溶液中,Zn2+离子更倾向于以六配位形式存在。 在Zn(PS)2中,Zn-Ow和Zn-Oanion的配位峰分别位于1.94和1.82 Å,配位数分别为5.61和0.39。PS−负离子的电荷分散表现出与Zn2+离子的弱相互作用,对比SO42−负离子,配位长度增大。 其中,Zn(H2O)5(SO4)和Zn(H2O)5(PS)+的脱溶能分别为719.4和492.2 kcal/mol。体积较大的PS−阴离子也降低了H2O分子的配位数,与拉曼光谱结果一致。 Coordination modulation of hydrated zinc ions to enhance redox reversibility of zinc batteries. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-39237-3. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/04/a1ff8f4bae/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 电池顶刊集锦:张强、杨全红、黄云辉、侴术雷、杨树斌、梁汉锋、王华等成果 2023年12月28日 包信和院士/潘秀莲/焦峰,最新JACS!金属氧化物催化再突破! 2024年12月5日 段镶锋&黄昱夫妇,今日再发Nature Materials! 2024年1月4日 8篇电池顶刊:鲁兵安、余彦、陈人杰、郭向欣、郑奇峰、宋英泽、徐群杰、王旭珍等成果! 2022年10月18日 八篇顶刊集锦:ACS Energy Letters、EES、JACS、Angew. 等计算+实验成果精选! 2022年9月13日 谭勇文/詹丁山Nature子刊:Ru1Cu SAA催化CO和亚硝酸盐高效合成甲酰胺 2023年10月5日