Rechargeable Seawater-Based Chloride-Ion Batteries Enabled by Covalent Surface Chemistry in MXenes

化学 MXenes公司 电解质 海水 水溶液 氯化物 储能 离子 无机化学 电极 化学工程 有机化学 海洋学 地质学 工程类 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学
作者
Jinlin Yang,Yu Zhang,Yiming Song,Yanzeng Ge,Si Tang,Jing Li,Hui Zhang,Daoxiong Wu,Xinlong Tian
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (37): 25680-25688 被引量:4
标识
DOI:10.1021/jacs.4c07809
摘要

Rechargeable aqueous chloride-ion batteries (ACIBs) using Cl– ions as charge carriers represent a promising energy-storage technology, especially when natural seawater is introduced as the electrolyte, which can bring remarkable advantages in terms of cost-effectiveness, safety, and environmental sustainability. However, the implementation of this technology is hindered by the scarcity of electrodes capable of reversible chloride-anion storage. Here, we show that a Ti3C2Clx MXene with Cl surface terminations enables reversible Cl– ion storage in aqueous electrolytes. Further, we developed seawater-based ACIBs that show a high specific capacity and an exceptionally long lifespan (40000 cycles, more than 1 year) in natural seawater electrolyte. The pouch-type cells achieve a high energy density (50 Wh Lcell–1) and maintain stable performance across a broad temperature range (−20 to 50 °C). Our investigations reveal that the covalent interaction between Cl– ions and Cl-terminated MXene facilitates Cl– ion intercalation into the MXene interlayer, promoting rapid ion migration with a low energy barrier (0.10 eV). Moreover, this MXene variant also enables the reversible storage of Br– ions in an aqueous electrolyte with a long cycle life. This study may advance the design of anion storage electrodes and enable the development of sustainable aqueous batteries.
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
巫马百招完成签到,获得积分10
刚刚
SZU_Julian发布了新的文献求助30
1秒前
JamesPei应助ff采纳,获得10
4秒前
SZU_Julian完成签到,获得积分10
7秒前
gy完成签到,获得积分10
8秒前
赘婿应助alvin采纳,获得10
9秒前
小蘑菇应助开朗可行采纳,获得10
10秒前
Jayzie完成签到 ,获得积分10
10秒前
miuu发布了新的文献求助10
12秒前
怕孤独的自行车完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
学术rookie完成签到,获得积分10
17秒前
拉那发布了新的文献求助20
17秒前
酷酷世德完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
干净思远发布了新的文献求助10
25秒前
茄子酱发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
Lucas应助聪明的青雪采纳,获得10
27秒前
撒拉溪吧完成签到 ,获得积分10
28秒前
Orange应助涛tao采纳,获得10
28秒前
LaTeXer应助曾诚采纳,获得50
32秒前
alvin发布了新的文献求助10
32秒前
朱朱朱完成签到,获得积分10
33秒前
小手揣兜完成签到,获得积分10
35秒前
诗谙发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
冷静雨南完成签到 ,获得积分10
37秒前
ff发布了新的文献求助10
41秒前
萤火之森完成签到 ,获得积分10
42秒前
wwwww完成签到,获得积分10
43秒前
诗谙完成签到,获得积分10
46秒前
冷傲凝琴发布了新的文献求助10
47秒前
49秒前
ff完成签到,获得积分10
50秒前
yznfly应助趣多多采纳,获得50
50秒前
半夏发布了新的文献求助10
54秒前
CodeCraft应助mSnBmaterial采纳,获得10
54秒前
大力出奇迹完成签到,获得积分10
56秒前
ZZICU完成签到,获得积分10
56秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 500
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 3962406
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3508487
关于积分的说明 11141198
捐赠科研通 3241162
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1791358
邀请新用户注册赠送积分活动 872842
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803396