AM：电化学储能如何强？电极 电解液间架“桥梁”
2023-10-09
本文摘要：电化学能量存储领域：首次通过耦合电极/电解液界面1）降低过渡金属氧化物功函提高其氧化还原反映活性；2）锚定电解液中氧化还原活性物质增加电解液容量孝敬并抑制电极自放电。 关键词 该“协同双功效”强耦合“架桥”计谋亦适用于NiO-K 3 Fe(CN) 6 体系。该事情讲明通过改变界面的化学情况调控电极功函是提升TMO氧化还原反映活性的高效计谋。 这一发现也将为涉及电极/可溶性氧化还原活性物质的高效耦合应用（如锂硫电池）提供全新设计思路。
本文关键词：开云APP在线下载,电化学,储能,如何,强,电极,电解液,间架,“
电化学能量存储领域：首次通过耦合电极/电解液界面1）降低过渡金属氧化物功函提高其氧化还原反映活性；2）锚定电解液中氧化还原活性物质增加电解液容量孝敬并抑制电极自放电。
关键词
该“协同双功效”强耦合“架桥”计谋亦适用于NiO-K 3 Fe(CN) 6 体系。该事情讲明通过改变界面的化学情况调控电极功函是提升TMO氧化还原反映活性的高效计谋。
这一发现也将为涉及电极/可溶性氧化还原活性物质的高效耦合应用（如锂硫电池）提供全新设计思路。
Advanced Materials电化学能源存储界面调控过渡金属氧化物电极氧化还原电解液南京理工大学纳米能源质料（NEM）课题组
研究团队以Co 3 O 4 为例接纳离子交流法形成Co—N键将Fe(CN) 6 4− 接枝在Co 3 O 4 电极外貌（HCO）构建了功效化的Co 3 O 4 /Fe(CN) 6 4− / 电解液界面。电极一侧该界面诱导电荷从Fe(CN) 6 4− 基团注入Co 3 O 4 电极降低了电极功函大幅提升了Co 3 O 4 电极的氧化还原反映活性。电解液一侧界面通过偶极-偶极吸引将具有氧化还原反映活性的K 3 Fe(CN) 6 分子锚定在电极/电解液界面处形成了HCO耦合多层K 3 Fe(CN) 6 分子的微尺度固/液界面结构（如上图所示）。
被锚定在电极外貌的K 3 Fe(CN) 6 分子无法在电解液中快速迁移显著降低了HCO-K 3 Fe(CN) 6 体系的自放电速率。第一性原理盘算验证了以上结论。
针对上述挑战南京理工大学纳米能源质料（NEM）课题组夏晖教授（配合通讯）、翟腾博士（配合通讯）、孙硕博士生（配合第一作者）等与江苏大学饶德伟博士（配合第一作者）互助于TMO电极/氧化还原电解液体系中搭建了功效化的微尺度固/液界面“桥梁”。
该计谋在增强TMO电极自己反映活性、荷质传输的同时使用偶极-偶极吸引锚定多层氧化还原电解液中活性分子抑制了自放电实现了TMO电极/氧化还原电解液高效储能体系。
现在已报道的计谋是将氧化还原活性的离子引入与TMO电极接触的电解液（以下简称氧化还原电解液）中使法拉第电荷存储历程涵盖TMO电极和电解液两处从而提升TMO基储电体系的比能量密度。但TMO有限的比外貌积及与氧化还原电解液中活性离子较弱的相互作用使TMO电极/氧化还原电解液体系仍无法发挥最佳性能。
另外氧化还原电解液中氧化态离子在液相中快速迁移会导致快速自放电（比容量随时间快速衰减）降低了实用性。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202005344
过渡金属氧化物（TMO）中金属元素的多种化合价使TMO具有氧化还原反映发生的高理论比容量使TMO成为一类极具前景的水系可充电电池电极质料。然而TMO电极在水系电解液中的电化学活性较低实际比容量远不及理论水平。
相关结果已揭晓在Advanced Materials上 （DOI: 10.1002/adma.202005344）
详细电化学性能：50 mA/cm 2 的高电流密度下HCO-K 3 Fe(CN) 6 的面积比容量达~1000 mC/cm 2 为同等条件下未经修饰的Co 3 O 4 -K 3 Fe(CN) 6 近7倍（~150 mC/cm 2 ）。另外HCO-K 3 Fe(CN) 6 在50 h自放电造成的比容量降低仅27%而Co 3 O 4 -K 3 Fe(CN) 6 体系在24 h下自放电降低了近60%的比容量。
。本文关键词：开云APP在线下载,电化学,储能,如何,强,电极,电解液,间架,“
本文来源：开云APP在线下载-www.xunchiyuan.com