Fluoride-based hydrogen bond chemistry in a layered double hydroxide cathode toward high-performance aqueous NH 4 + storage

化学 氢气储存 电负性 无机化学 氢氧化物 电化学 水溶液 氢键 物理化学 电极 分子 有机化学
作者
Fang-Fang Sun,Xinwei Guan,Zihang Huang,Xu Han,Hui Li,Tianyi Ma
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:122 (8)
标识
DOI:10.1073/pnas.2414112122
摘要

In aqueous ammonium-ion storage, hydrogen bonds play a pivotal role in the reversible insertion/extraction of NH 4 + within transition metal oxides/hydroxides. Although fluorine (F) is known for its strong electronegativity and potential to form robust hydrogen bonds with NH 4 + , its specific influence on NH 4 + storage remains unexplored. Herein, we systematically investigate the effects of F-based hydrogen bond chemistry within a layered double hydroxide matrix, where F species are introduced and subsequently partially removed via an electrochemical method. Our findings demonstrate that while increasing F doping content accelerates NH 4 + diffusion due to F’s strong electronegativity, it also triggers crystal shrinkage and depresses storage capacity. To this end, controlled partial removal of F, employing a lye-assistant electrochemical strategy, induces expanded interlayer spacing and distinct edge lattice tearing, thereby facilitating improved NH 4 + accommodation. The retained F sites couple with emerging exposed O sites maintain a high hydrogen bonding capability, which is further enhanced by the formation of highly active, curved hydroxyl groups centered around F sites. These manipulations significantly boost the NH 4 + storage performance of the electrode, providing insights into leveraging the strongest F-based hydrogen bond chemistry in developing high-performance ammonium-ion energy storage devices.
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
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
岁月星辰完成签到,获得积分10
2秒前
Yifan2024应助sxy采纳,获得50
4秒前
HEROTREE完成签到 ,获得积分10
4秒前
蟹蟹发布了新的文献求助10
5秒前
天天快乐应助默默纸飞机采纳,获得10
5秒前
6秒前
HaroldNguyen完成签到,获得积分10
6秒前
黄毅完成签到 ,获得积分10
11秒前
wanci应助季秋采纳,获得10
11秒前
12秒前
闪闪剑通发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
茜茜完成签到,获得积分10
16秒前
赵凯完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
怡然雨雪完成签到,获得积分10
20秒前
温婉的凡阳完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
21秒前
22秒前
慕青应助lili采纳,获得10
22秒前
PPPP发布了新的文献求助10
23秒前
qgf完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
26秒前
纯真的晴儿完成签到 ,获得积分10
27秒前
无私诗柳应助LiShin采纳,获得10
27秒前
无花果应助cyp采纳,获得10
28秒前
GUGU发布了新的文献求助10
28秒前
星辰大海应助平淡南霜采纳,获得10
29秒前
景景致完成签到,获得积分10
29秒前
赫青亦发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
zhao发布了新的文献求助30
32秒前
32秒前
32秒前
migua完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
Relativism, Conceptual Schemes, and Categorical Frameworks 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3462725
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3056239
关于积分的说明 9051164
捐赠科研通 2745868
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1506668
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696188
邀请新用户注册赠送积分活动 695720