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余桂華團(tuán)隊(duì)Angew.新突破！
來(lái)源： 時(shí)間：2024-01-02 15:44:38 瀏覽：1962次

第一作者：Li Yadong、Li Yuhao

通訊作者：李洪森教授、余桂華教授

通訊單位：青島大學(xué)、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校

DOI: 10.1002/anie.20231844



研究背景



化石燃料的枯竭及其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響刺激了高性能、安全且環(huán)保的儲(chǔ)能系統(tǒng)的各種應(yīng)用的開發(fā)，其中鋅-二氧化錳（Zn-MnO2）電池由于其豐富的自然資源、低毒性、高理論容量和工作潛力在電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中引起了廣泛關(guān)注。然而，MnO2在弱酸性水性電解質(zhì)中的儲(chǔ)能化學(xué)性質(zhì)及反應(yīng)機(jī)理仍然難以捉摸且存在爭(zhēng)議?；诖?，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校余桂華教授和青島大學(xué)李洪森教授等人報(bào)道了一種將傳統(tǒng)紐扣電池與定制燒杯電池相結(jié)合的方法，模擬了電池在不同場(chǎng)景下的運(yùn)行狀態(tài)，從而全面地揭示了弱酸性條件下水系Zn-MnO2電池的運(yùn)行機(jī)制。



文章要點(diǎn)



1、作者確定了Zn-MnO2電池在弱酸性電解質(zhì)中的反應(yīng)機(jī)理，排除了弱酸性電解質(zhì)中Zn2+和/或H+嵌入/脫嵌機(jī)制的可能性。

2、本文揭示了水相Zn-MnO2電池中MnO2/Mn2+溶解-沉積的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)MnO2不是體系運(yùn)行的必需成分，并進(jìn)一步揭示了MnO2/Mn2+在鋁離子電池中相同的主要溶解沉積機(jī)制。本研究為探究水系電池的運(yùn)行機(jī)制提供了一種有效的方法，并可為開發(fā)具有經(jīng)濟(jì)性、高能量輸出和長(zhǎng)循環(huán)性能的新型二次電池提供有價(jià)值的見(jiàn)解。



圖文展示



 圖1.α-MnO2形貌表征和Zn-MnO2紐扣電池的電化學(xué)性能

圖2. Zn-MnO2 杯式電池在不同電解液中的電化學(xué)性能

圖3. 紐扣電池和燒杯電池首次循環(huán)充放電機(jī)理示意圖

圖4.重組紐扣電池在不同電解液中的電化學(xué)性能

圖5.使用2M ZnSO4作為電解質(zhì)的紐扣電池的相和表面化學(xué)表征

圖6. Al-MnO2杯式電池的性能

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文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語(yǔ)言的工具。人類往往先有口頭的語(yǔ)言后產(chǎn)生書面文字，很多小語(yǔ)種，有語(yǔ)言但沒(méi)有文字。文字的不同體現(xiàn)了國(guó)家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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