Electroactive ZnO: Mechanisms, Conductivity, and Advances in Zn Alkaline Battery Cycling

电致变色 钝化 材料科学 碱性电池 带隙 电极 电导率 电化学 纳米技术 电池(电) 光电子学 化学工程 无机化学 冶金 化学 图层(电子) 功率(物理) 物理化学 工程类 物理 电解质 量子力学
作者
Brendan E. Hawkins,Damon Turney,Robert J. Messinger,Andrew M. Kiss,Gautam Ganapati Yadav,Sanjoy Banerjee,Timothy N. Lambert
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (15) 被引量:24
标识
DOI:10.1002/aenm.202103294
摘要

Abstract Zinc oxide is of great interest for advanced energy devices because of its low cost, wide direct bandgap, non‐toxicity, and facile electrochemistry. In zinc alkaline batteries, ZnO plays a critical role in electrode passivation, a process that hinders commercialization and remains poorly understood. Here, novel observations of an electroactive type of ZnO formed in Zn‐metal alkaline electrodes are disclosed. The electrical conductivity of battery‐formed ZnO is measured and found to vary by factors of up to 10 4 , which provides a first‐principles‐based understanding of Zn passivation in industrial alkaline batteries. Simultaneous with this conductivity change, protons are inserted into the crystal structure and electrons are inserted into the conduction band in quantities up to ≈10 20 cm −3 and ≈1 mAh g ZnO −1 . Electron insertion causes blue electrochromic coloration with efficiencies and rates competitive with leading electrochromic materials. The electroactivity of ZnO is evidently enabled by rapid crystal growth, which forms defects that complex with inserted cations, charge‐balanced by the increase of conduction band electrons. This property distinguishes electroactive ZnO from inactive classical ZnO. Knowledge of this phenomenon is applied to improve cycling performance of industrial‐design electrodes at 50% zinc utilization and the authors propose other uses for ZnO such as electrochromic 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Lucas应助12334采纳,获得10
1秒前
1秒前
江江完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
上官若男应助加油呀采纳,获得30
3秒前
4秒前
5秒前
在水一方应助怕黑海冬采纳,获得10
5秒前
5秒前
学术羊完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
张纠纠发布了新的文献求助10
7秒前
Taoie发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
星辰大海应助琪琪的采纳,获得10
9秒前
研友_VZG7GZ应助英勇的书包采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
烟花应助西西采纳,获得10
12秒前
cc发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
彭于晏应助zzzzzzp采纳,获得10
13秒前
14秒前
93发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
芝麻完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
ZYCong发布了新的文献求助10
16秒前
ylc完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
科研通AI2S应助张纠纠采纳,获得10
18秒前
zhukun发布了新的文献求助10
18秒前
加油呀发布了新的文献求助30
19秒前
脑洞疼应助MrFamous采纳,获得10
19秒前
YWang发布了新的文献求助10
19秒前
薰硝壤应助sky采纳,获得10
19秒前
所所应助suzhhn采纳,获得10
20秒前
菠萝贝完成签到,获得积分10
20秒前
FashionBoy应助未来星采纳,获得10
22秒前
聪仔发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3145145
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2796529
关于积分的说明 7820187
捐赠科研通 2452829
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1305278
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627448
版权声明 601449