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?華東師大劉少華EES：四電子轉換能力的三元水合共晶電解質助力先進Zn-I2全電池

目前，基于單一轉化反應（I₂/I^?）的Zn-I₂電池的能量密度和輸出電壓仍不夠理想，從而嚴重阻礙了其快速發展。

在此，華東師范大學劉少華教授團隊提出了一種新穎的電解質設計策略，將低成本的水合鹽和無害的中性配體（二甲基砜和煙酰胺）進行簡單的配方混合。由此產生的三元水合共晶電解質可實現 2I^–/I₂/2I⁺氧化還原偶的四電子轉換和鋅的均勻沉積，從而實現幾乎創紀錄的 Zn-I₂全電池性能。

圖2. ZTEs 和 ZW 電解質中 Zn/Zn²⁺的沉積/剝離電化學性能

總之，該工作通過對成本低廉的鋅基水合鹽和無害的中性配體（二甲基砜和煙酰胺）進行簡便的配方調整，開發出了一種新型的鋅離子三元水合共晶電解質。研究結果顯示，Zn²⁺ 和吡啶/S=O 基團之間強烈的離子-偶極相互作用引發了深共晶效應。優化后的 ZTE 可實現 2I^–/I₂/2I⁺ 氧化還原偶的高度可逆轉換，并伴隨著四電子轉移，形成穩定的 [I(NA)₂]⁺ 成分，從而使傳統碘電池的比容量翻倍，并提高了先進 Zn-I₂ 電池的能量密度。

此外，中性配體的親鋅效應和 Zn²⁺ 的獨特溶劑化鞘結構與 H₂O 的氫鍵鎖定，有利于均勻沉積和抑制鋅負極的腐蝕和鈍化。這些獨特的優點賦予了 Zn-I₂ 全電池高容量（0.5 A g^-1 時為 412 mAh g^-1）、優異的速率性能和出色的安全性。此外，ZTEs電池的低成本和環保特性使其在大規模應用方面具有優勢和巨大潛力。由此可見，這些發現為高能量密度 Zn-I₂ 電池開辟了新方向。

圖2. Zn負極結晶重新定向的調節功能和機制

Designing Ternary Hydrated Eutectic Electrolyte Capable of Four-Electron Conversion for Advanced Zn-I2 Full Batteries, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee01567j

原創文章，作者：v-suan，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/07/fc8814e39c/

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