Tailoring tetrahedral and pair-correlation entropies of glass-forming liquids for energy storage applications at ultralow temperatures

玻璃化 水溶液 玻璃化转变 材料科学 结晶 热力学 电解质 离子 储能 化学物理 沸点 熵(时间箭头) 冰点 熔点 物理化学 化学 物理 有机化学 聚合物 功率(物理) 电极 核物理学 复合材料
作者
Meijia Qiu,Peng Sun,Yuxuan Liang,Jian Chen,Zhong Lin Wang,Wenjie Mai
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-024-54449-x
摘要

Aqueous solution experiences either crystallization or vitrification as being cooled, yet the mechanism of this bifurcation is confused. Since the glass-transition temperature Tg is much lower than the melting temperature, we herein propose an entropy-driven glass-forming liquid (EDGFL) as an attractive concept to develop anti-freezing electrolytes. The Tg is delicately modulated via regulating local structural orders to avoid the energy-driven ice crystallization and enter an entropy-driven glass transition, which can be theoretically explained by the competitive effect between tetrahedral entropy of water and pair correlation entropy related to ions. The constructive EDGFL with a low Tg of −128 °C and a high boiling point of +145 °C enables stable energy storage over an ultra-wide temperature range of −95~+120 °C, realizes superior AC linear filtering function at −95 °C, and helps improve the performance of aqueous Zn-ion batteries at ultralow temperatures. This special electrolyte will provide both theoretical and practical directions for developing anti-freezing energy storage systems adapting to frigid environment. Aqueous solutions that can enter glassy state have excellent anti-freezing property. Here the authors propose a glass-forming liquid by tailoring tetrahedral and pair-correlation entropies to achieve ultralow temperature energy applications.
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
刚刚
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
一杯茶发布了新的文献求助10
3秒前
搜集达人应助seventhcat采纳,获得30
4秒前
充电宝应助Lemon采纳,获得10
5秒前
诚心的砖头完成签到 ,获得积分10
5秒前
wmtttttt完成签到,获得积分10
5秒前
dasdasda完成签到,获得积分10
6秒前
刘潼潼发布了新的文献求助10
7秒前
G_u完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
谦让友绿发布了新的文献求助10
8秒前
NexusExplorer应助黄钰采纳,获得10
9秒前
10秒前
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
orixero应助xbb0905采纳,获得10
16秒前
桐桐应助谦让友绿采纳,获得10
18秒前
邢契完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
忧郁绣连发布了新的文献求助10
19秒前
111完成签到,获得积分20
19秒前
小柒发布了新的文献求助10
20秒前
淡定从霜发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
123发布了新的文献求助10
21秒前
黄钰发布了新的文献求助10
21秒前
雪啊雪啊雪完成签到 ,获得积分10
22秒前
25秒前
白白1207发布了新的文献求助10
25秒前
Radiance发布了新的文献求助10
26秒前
科研通AI2S应助一只小马驹采纳,获得10
27秒前
28秒前
忧郁绣连完成签到,获得积分10
30秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
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 3171185
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822095
关于积分的说明 7938128
捐赠科研通 2482611
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633669
版权声明 602627