亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Manipulating cation-water chemistry to inhibit hydrogen evolution of zinc metal anodes

电解质 阳极 电化学 无机化学 分子 材料科学 法拉第效率 金属 吸附 溶剂 化学 物理化学 电极 有机化学 冶金
作者
Miao He,Jiahao Chen,Anjun Hu,Zhongfu Yan,Liujun Cao,Jianping Long
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:62: 102941-102941 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.102941
摘要

The electrochemical behavior of zinc metal anodes is dominated by the interfacial chemistry between the anode and the electrolyte. The local enrichment of cation-solvent complexes with strong interactions in the Helmholtz plane can lead to the evolution of hydrogen on the Zn anode surface during cycling. To tackle this issue, we propose the addition of low doses of N-dimethylformamide (DMF) solvent into 2 M of ZnSO4 electrolyte (D-ZS) to inhibit hydrogen evolution from water splitting and dendrite growth. Molecular dynamics simulation and nuclear magnetic resonance spectroscopy reveal that high donor-number DMF molecules replace part of H2O molecules, thereby reducing the amount of H2O in the solvated sheath of Zn2+. Furthermore, density functional theory calculations demonstrate that DMF increases the lowest unoccupied molecular orbital level of bound water owing to reduced Zn2+ cation-water interaction, preventing the breakage of O−H bond and reducing side reactions of Zn anodes. In addition, the desolvated DMF molecules prefer to adsorb on the zinc anode surface, hindering the migration of Zn2+ to low surface-energy positions that could lead to dendritic formation. As a result, a symmetric cell with D-ZS electrolyte can operate for over 1970 h at 0.5 mA cm−2 for 0.25 mAh cm−2, and Zn-ion hybrid supercapacitors achieve an exemplary cycle performance (93% of capacity retention rate after 30,000 cycles at 2 A g−11). The present work provides a roadmap for regulating electrolyte structure to inhibit hydrogen evolution of zinc metal anodes by manipulating Zn2+ cation-water chemistry.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
哦豁拐咯完成签到,获得积分10
6秒前
41秒前
44秒前
所所应助张新悦采纳,获得10
54秒前
赘婿应助Willow采纳,获得10
59秒前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
大医仁心完成签到 ,获得积分10
2分钟前
楠楠完成签到,获得积分10
2分钟前
chenyimei发布了新的文献求助200
2分钟前
Hello应助楠楠采纳,获得10
3分钟前
失眠问晴完成签到,获得积分10
3分钟前
mama完成签到 ,获得积分10
3分钟前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
4分钟前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
4分钟前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
不配.应助chenyimei采纳,获得200
5分钟前
chenyimei完成签到,获得积分10
5分钟前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
serenity发布了新的文献求助10
6分钟前
研友_nVWP2Z完成签到 ,获得积分10
6分钟前
Wang完成签到 ,获得积分20
6分钟前
6分钟前
7分钟前
和气生财君完成签到 ,获得积分10
7分钟前
财路通八方完成签到 ,获得积分10
7分钟前
伏城完成签到 ,获得积分10
7分钟前
8分钟前
孙国扬发布了新的文献求助10
8分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
8分钟前
孙国扬完成签到,获得积分10
8分钟前
9分钟前
kuoping完成签到,获得积分0
9分钟前
万能图书馆应助曾泰平采纳,获得10
9分钟前
9分钟前
繁星背后完成签到 ,获得积分10
9分钟前
范振杰完成签到,获得积分10
9分钟前
9分钟前
乐乐应助冷静新烟采纳,获得30
9分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4995896
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4242731
关于积分的说明 13216366
捐赠科研通 4038840
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2209922
邀请新用户注册赠送积分活动 1220664
关于科研通互助平台的介绍 1139796