清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!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,伴您科研之路漫漫前行!

Local protonation of polyaniline induced by nitrogen-doped carbon skeleton towards ultra-stable Zn-organic batteries with a dual-ion insertion/extraction mechanism

聚苯胺 萃取(化学) 质子化 对偶(语法数字) 氮气 材料科学 碳纤维 兴奋剂 离子 化学工程 双重角色 无机化学 化学 聚合物 有机化学 组合化学 复合材料 艺术 文学类 光电子学 复合数 工程类 聚合
作者
Jiawei Gu,Ze Yuan,Haiyan Wang,Junling Shen,Jiqiang Ning,Yijun Zhong,Yong Hu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:448: 137711-137711 被引量:58
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137711
摘要

A locally protonated nitrogen-doped carbon dodecahedron@polyaniline cathode is rationally designed and fabricated, which shows great promise in Zn-organic batteries and Zn-ion hybrid supercapacitors. The as-assembled battery exhibits a high capacity of 325 mAh g −1 at 0.2 A g −1 and a long cycle life over 5000 cycles, and a surface-controlled dual-ion mechanism involving Zn 2+ /H + ion insertion/extraction is further confirmed. • N-doped carbon skeleton can serve as the coordinator to regulate the local protonation environment of PANI. • The protonated NCD@PANI heterostructures achieve an exceptional capacity and a long-term cyclic life for Zn-organic batteries. • The surface-controlled dual-ion mechanism involving Zn 2+ /H + ion insertion/extraction is further confirmed. Organic compounds are promising cathode materials for efficient aqueous Zn-ion batteries due to their structural diversity and tunability, but their limited capacity and inadequate cycle life plague the practical applications. In this study, a two-step MOF-derived pyrolysis and oxidative polymerization strategy has been developed to prepare locally protonated nitrogen-doped carbon dodecahedron@polyaniline (NCD@PANI) nanohybrids as an efficient cathode for ultra-stable Zn-ion storage. The N-doped carbon skeleton with rich pyrrolic-N groups can serve as the coordinator to regulate the local protonation environment of PANI through strong hydrogen bond interactions, thus promoting the redox reactions. As expected, the as-assembled NCD@PANI//Zn battery exhibits excellent electrochemical performances, including a high capacity of 325 mAh g −1 at 0.2 A g −1 and a long cycle life of 5000 cycles. The governing Zn 2+ /H + dual-ion insertion/extraction mechanism is further unveiled using a series of ex situ measurements. This work provides a new strategy to develop high-performance organic compound electrodes for efficient energy storage devices through the technique of local protonation.
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
Eternity发布了新的文献求助10
5秒前
Eternity完成签到,获得积分10
15秒前
yindi1991完成签到 ,获得积分10
16秒前
xiaozou55完成签到 ,获得积分10
31秒前
ewind完成签到 ,获得积分10
32秒前
惜曦完成签到 ,获得积分10
32秒前
51秒前
orixero应助有只kangaroo采纳,获得10
53秒前
Zhahu完成签到 ,获得积分10
55秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Scheduling完成签到 ,获得积分10
1分钟前
复杂的凝冬完成签到,获得积分10
1分钟前
刻苦的新烟完成签到 ,获得积分0
1分钟前
WTTTTTFFFFFF完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
2分钟前
淡然的剑通完成签到 ,获得积分10
2分钟前
耍酷鼠标完成签到 ,获得积分0
2分钟前
孙老师完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Heart_of_Stone完成签到 ,获得积分10
2分钟前
俏皮元珊完成签到 ,获得积分10
2分钟前
宝贝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
xiaofeixia完成签到 ,获得积分10
2分钟前
LiangRen完成签到 ,获得积分10
2分钟前
AneyWinter66应助微S采纳,获得10
2分钟前
小田完成签到 ,获得积分10
3分钟前
goodsheep完成签到 ,获得积分10
3分钟前
helen李完成签到 ,获得积分10
3分钟前
赵赵完成签到 ,获得积分10
3分钟前
科科通通完成签到,获得积分10
3分钟前
柴郡喵完成签到,获得积分10
3分钟前
0m0完成签到 ,获得积分10
3分钟前
zm完成签到 ,获得积分10
3分钟前
大饼完成签到 ,获得积分10
3分钟前
空白完成签到 ,获得积分10
4分钟前
xinjiasuki完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
小天小天完成签到 ,获得积分10
4分钟前
白昼完成签到 ,获得积分10
4分钟前
弧光完成签到 ,获得积分0
4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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Bone Marrow Immunohistochemistry 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5628654
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4717984
关于积分的说明 14964667
捐赠科研通 4786487
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2555877
邀请新用户注册赠送积分活动 1517027
关于科研通互助平台的介绍 1477716