Improving ZnS Oxidation Kinetics Through Nucleophilic Regulation for High‐Performance Zinc–Sulfur Batteries

材料科学 动力学 硫黄 硫化锌 亲核细胞 无机化学 催化作用 冶金 有机化学 化学 量子力学 物理
作者
Shiqi Shen,Cheng Yuan,Yan Xu,Yawen Xie,Lei Wang,Tianran Yan,Shuyuan Chen,Liyao Wang,Tiefeng Liu,Liang Zhang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (19) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adfm.202420258
摘要

Abstract Aqueous zinc–sulfur (Zn─S) batteries represent a promising technology for grid‐scale energy storage because of the advantages of environmental friendliness, low cost, and high theoretical capacity. However, the practical applications of Zn─S batteries are hindered by the sluggish oxidation kinetics of zinc sulfide (ZnS) during the charge process. Herein, a strategy of nucleophilic regulation is proposed to modulate the oxidation kinetics of ZnS by adjusting the Zn─S bonding strength. By screening different nucleophilic groups, it is found that tetramethylene sulfone (TMS) can not only strongly interact with Zn atoms of ZnS through sulfone group to lower the oxidation energy barrier but also effectively suppress the side reactions by shielding ZnS from the active water molecules, thus facilitating the complete conversion from ZnS to sulfur. Benefiting from these advantages, the aqueous Zn─S batteries assembled with TMS as a multifunctional electrolyte additive demonstrate a superior specific capacity of 799 mAh g −1 at a current density of 2.0 A g −1 and 649 mAh g −1 at a current density of 4.0 A g −1 with an enhanced capacity retention after long cycles. This work demonstrates the promise of nucleophilic regulation for modulating the cathode conversion reaction in aqueous Zn─S batteries and beyond.
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
刚刚
赘婿应助GAW采纳,获得10
1秒前
研友_VZG7GZ应助虞丹萱采纳,获得10
1秒前
ningning发布了新的文献求助10
2秒前
zzzdx发布了新的文献求助10
2秒前
哈哈完成签到,获得积分10
2秒前
CodeCraft应助云月采纳,获得10
2秒前
4秒前
6秒前
6秒前
冷晴完成签到,获得积分10
7秒前
LIUYONG完成签到,获得积分10
7秒前
呆萌的寻云完成签到,获得积分10
7秒前
zyj完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
华仔应助天才幸运鱼采纳,获得10
9秒前
无花果应助天才幸运鱼采纳,获得10
9秒前
乐乐应助天才幸运鱼采纳,获得10
9秒前
无极微光应助天才幸运鱼采纳,获得20
9秒前
Alma发布了新的文献求助10
9秒前
Lin应助天才幸运鱼采纳,获得20
9秒前
大气的春天完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
yuyu完成签到 ,获得积分10
10秒前
云月完成签到,获得积分10
10秒前
Orange应助aaa采纳,获得10
10秒前
10秒前
zyj发布了新的文献求助10
12秒前
FashionBoy应助窗外落霞采纳,获得10
12秒前
云月发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
榴莲发布了新的文献求助10
13秒前
独特的兰发布了新的文献求助10
13秒前
懦弱的问芙完成签到,获得积分10
14秒前
钟m完成签到,获得积分10
14秒前
在水一方应助善良蜗牛采纳,获得10
16秒前
接受小饼干完成签到 ,获得积分10
17秒前
复杂雪一发布了新的文献求助10
18秒前
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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Scientific Writing and Communication: Papers, Proposals, and Presentations 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6371119
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8184815
关于积分的说明 17269319
捐赠科研通 5425601
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2870327
邀请新用户注册赠送积分活动 1847364
关于科研通互助平台的介绍 1694018