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:10
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
Jianyu发布了新的文献求助10
1秒前
霖lin发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
海海发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
斯文明杰发布了新的文献求助10
3秒前
汤泡泡完成签到,获得积分10
3秒前
xx完成签到,获得积分20
4秒前
浮游应助友好的小鸽子采纳,获得10
5秒前
5秒前
搜集达人应助CDX采纳,获得10
5秒前
erfc发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
mjq完成签到,获得积分10
6秒前
Nana1000发布了新的文献求助10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
7秒前
8秒前
科研通AI5应助零零二采纳,获得10
9秒前
9秒前
铃科百合子完成签到,获得积分10
9秒前
浮生若梦完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
大个应助Jianyu采纳,获得10
11秒前
星空完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
小的金鱼发布了新的文献求助10
12秒前
lyt发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
大模型应助ceeray23采纳,获得20
14秒前
代杰居然发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
Ki_Ayasato发布了新的文献求助10
17秒前
rrw发布了新的文献求助10
17秒前
小L同学发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 500
AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (10th Edition) with 2025 Errata 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5125340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4329194
关于积分的说明 13490551
捐赠科研通 4164032
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2282685
邀请新用户注册赠送积分活动 1283829
关于科研通互助平台的介绍 1223099