A High-Rate Two-Dimensional Polyarylimide Covalent Organic Framework Anode for Aqueous Zn-Ion Energy Storage Devices

阳极 化学 储能 共价有机骨架 水溶液 共价键 离子 化学工程 电化学 纳米技术 无机化学 电极 材料科学 有机化学 物理化学 工程类 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Minghao Yu,Naisa Chandrasekhar,Ramya Kormath Madam Raghupathy,Khoa H. Ly,Haozhe Zhang,Evgenia Dmitrieva,Chaolun Liang,Xihong Lu,Thomas D. Kühne,Hossein Mirhosseini,Inez M. Weidinger,Xinliang Feng
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (46): 19570-19578 被引量:369
标识
DOI:10.1021/jacs.0c07992
摘要

Rechargeable aqueous Zn-ion energy storage devices are promising candidates for next-generation energy storage technologies. However, the lack of highly reversible Zn2+-storage anode materials with low potential windows remains a primary concern. Here, we report a two-dimensional polyarylimide covalent organic framework (PI-COF) anode with high-kinetics Zn2+-storage capability. The well-organized pore channels of PI-COF allow the high accessibility of the build-in redox-active carbonyl groups and efficient ion diffusion with a low energy barrier. The constructed PI-COF anode exhibits a specific capacity (332 C g-1 or 92 mAh g-1 at 0.7 A g-1), a high rate capability (79.8% at 7 A g-1), and a long cycle life (85% over 4000 cycles). In situ Raman investigation and first-principle calculations clarify the two-step Zn2+-storage mechanism, in which imide carbonyl groups reversibly form negatively charged enolates. Dendrite-free full Zn-ion devices are fabricated by coupling PI-COF anodes with MnO2 cathodes, delivering excellent energy densities (23.9 ∼ 66.5 Wh kg-1) and supercapacitor-level power densities (133 ∼ 4782 W kg-1). This study demonstrates the feasibility of covalent organic framework as Zn2+-storage anodes and shows a promising prospect for constructing reliable aqueous 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
刘明发布了新的文献求助10
刚刚
幽默的太阳完成签到 ,获得积分10
刚刚
euphie发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
狂野世立完成签到,获得积分10
2秒前
久木完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
所所应助hvgjgfjhgjh采纳,获得10
3秒前
专注若蕊完成签到,获得积分10
3秒前
小二郎应助挖掘机采纳,获得10
3秒前
魔幻颜发布了新的文献求助10
3秒前
快乐的紫山完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
lalala发布了新的文献求助10
4秒前
多情新蕾发布了新的文献求助10
6秒前
Owen应助Shawn采纳,获得10
6秒前
6秒前
LY发布了新的文献求助10
7秒前
EwhenQ发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
VK2801发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.1应助科研通管家采纳,获得100
8秒前
8秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5749652
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5460000
关于积分的说明 15364278
捐赠科研通 4889098
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2628929
邀请新用户注册赠送积分活动 1577176
关于科研通互助平台的介绍 1533851