Tailoring d‐p Orbital Hybridization to Decipher the Essential Effects of Heteroatom Substitution on Redox Kinetics

杂原子 化学 氧化还原 动力学 无机化学 有机化学 戒指(化学) 物理 量子力学
作者
Jian Zhao,Yuxiao Zhang,Zechao Zhuang,Yating Deng,Ge Gao,Jiayi Li,Alan Meng,Guicun Li,Lei Wang,Zhenjiang Li,Dingsheng Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
被引量:15
标识
DOI:10.1002/anie.202404968
摘要

Abstract The heteroatom substitution is considered as a promising strategy for boosting the redox kinetics of transition metal compounds in hybrid supercapacitors (HSCs) although the dissimilar metal identification and essential mechanism that dominate the kinetics remain unclear. It is presented that d‐p orbital hybridization between the metal and electrolyte ions can be utilized as a descriptor for understanding the redox kinetics. Herein, a series of Co, Fe and Cu heteroatoms are respectively introduced into Ni 3 Se 4 cathodes, among them, only the moderate Co‐substituted Ni 3 Se 4 can hold the optimal d‐p orbital hybridization resulted from the formed more unoccupied antibonding states π*. It inevitably enhances the interfacial charge transfer and ensures the balanced OH − adsorption‐desorption to accelerate the redox kinetics validated by the lowest reaction barrier (0.59 eV, matching well with the theoretical calculations). Coupling with the lower OH − diffusion energy barrier, the prepared cathode delivers ultrahigh rate capability (~68.7 % capacity retention even the current density increases by 200 times), and an assembled HSC also presents high energy/power density. This work establishes the principles for determining heteroatoms and deciphers the underlying effects of the heteroatom substitution on improving redox kinetics and the rate performance of battery‐type electrodes from a novel perspective of orbital‐scale manipulation.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zzYu完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
whatever举报小狮子求助涉嫌违规
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
共享精神应助lewis17采纳,获得10
2秒前
2秒前
ChenHan应助潇洒的凝梦采纳,获得10
3秒前
3秒前
新威宝贝发布了新的文献求助10
4秒前
风中钥匙发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
呆萌初蝶发布了新的文献求助10
6秒前
王瑞完成签到,获得积分10
6秒前
zjgjnu完成签到,获得积分10
6秒前
modesty发布了新的文献求助10
7秒前
123完成签到 ,获得积分10
7秒前
不会游泳的鱼完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
huichuanyin完成签到 ,获得积分10
8秒前
十七完成签到 ,获得积分10
8秒前
善学以致用应助Lilian采纳,获得10
8秒前
CodeCraft应助元元采纳,获得10
9秒前
chen同学完成签到 ,获得积分10
9秒前
111111完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
10秒前
清漪完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
研友_Z7XY28发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
车紊完成签到,获得积分10
13秒前
慕青应助blablawindy采纳,获得10
14秒前
高灵雨完成签到,获得积分10
14秒前
King完成签到,获得积分10
14秒前
顺利夏之发布了新的文献求助10
14秒前
英吉利25发布了新的文献求助30
15秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
康复物理因子治疗 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3557067
关于积分的说明 11323667
捐赠科研通 3289813
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812563
邀请新用户注册赠送积分活动 888139
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812136