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余桂华团队Angew.新突破!
来源: 时间:2024-01-02 15:44:38 浏览:1360次

第一作者:Li YadongLi Yuhao

通讯作者:李洪森教授、余桂华教授

通讯单位:青岛大学、德克萨斯大学奥斯汀分校

DOI: 10.1002/anie.20231844



研究背景



化石燃料的枯竭及其对环境的负面影响刺激了高性能、安全且环保的储能系统的各种应用的开发,其中锌-二氧化锰(Zn-MnO2)电池由于其丰富的自然资源、低毒性、高理论容量和工作潜力在电网规模储能应用中引起了广泛关注。然而,MnO2在弱酸性水性电解质中的储能化学性质及反应机理仍然难以捉摸且存在争议。基于此,德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授和青岛大学李洪森教授等人报道了一种将传统纽扣电池与定制烧杯电池相结合的方法,模拟了电池在不同场景下的运行状态,从而全面地揭示了弱酸性条件下水系Zn-MnO2电池的运行机制。



文章要点



1、作者确定了Zn-MnO2电池在弱酸性电解质中的反应机理,排除了弱酸性电解质中Zn2+和/或H+嵌入/脱嵌机制的可能性。

2、本文揭示了水相Zn-MnO2电池中MnO2/Mn2+溶解-沉积的机理,发现MnO2不是体系运行的必需成分,并进一步揭示了MnO2/Mn2+在铝离子电池中相同的主要溶解沉积机制。本研究为探究水系电池的运行机制提供了一种有效的方法,并可为开发具有经济性、高能量输出和长循环性能的新型二次电池提供有价值的见解。



图文展示



 图1.α-MnO2形貌表征和Zn-MnO2纽扣电池的电化学性能

2. Zn-MnO2 杯式电池在不同电解液中的电化学性能

图3. 纽扣电池和烧杯电池首次循环充放电机理示意图

4.重组纽扣电池在不同电解液中的电化学性能

图5.使用2M ZnSO4作为电解质的纽扣电池的相和表面化学表征

图6. Al-MnO2杯式电池的性能

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全部 3小时前 四川
文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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