Water Catchers within Sub‐Nano Channels Promote Step‐by‐Step Zinc‐Ion Dehydration Enable Highly Efficient Aqueous Zinc‐Metal Batteries

材料科学 水溶液 纳米- 金属 水溶液中的金属离子 脱水 化学工程 纳米技术 无机化学 离子 化学 冶金 有机化学 复合材料 工程类 生物化学
作者
Dongming Xu,Zhe Wang,Chengjun Liu,Haoyu Li,Feng Ouyang,Benqiang Chen,Weihang Li,Xueting Ren,Lishun Bai,Zhi Chang,Anqiang Pan,Haoshen Zhou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (26) 被引量:24
标识
DOI:10.1002/adma.202403765
摘要

Abstract Zinc metal suffers from violent and long‐lasting water‐induced side reactions and uncontrollable dendritic Zn growth, which seriously reduce the coulombic efficiency (CE) and lifespan of aqueous zinc‐metal batteries (AZMBs). To suppress the corresponding harmful effects of the highly active water, a stable zirconium‐based metal‐organic framework with water catchers decorated inside its sub‐nano channels is used to protect Zn‐metal. Water catchers within narrow channels can constantly trap water molecules from the solvated Zn‐ions and facilitate step‐by‐step desolvation/dehydration, thereby promoting the formation of an aggregative electrolyte configuration, which consequently eliminates water‐induced corrosion and side reactions. More importantly, the functionalized sub‐nano channels also act as ion rectifiers and promote fast but even Zn‐ions transport, thereby leading to a dendrite‐free Zn metal. As a result, the protected Zn metal demonstrates an unprecedented cycling stability of more than 10 000 h and an ultra‐high average CE of 99.92% during 4000 cycles. More inspiringly, a practical NH 4 V 4 O 10 //Zn pouch‐cell is fabricated and delivers a capacity of 98 mAh (under high cathode mass loading of 25.7 mg cm −2 ) and preserves 86.2% capacity retention after 150 cycles. This new strategy in promoting highly reversible Zn metal anodes would spur the practical utilization of AZMBs.
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
11完成签到,获得积分10
2秒前
绿洲完成签到,获得积分10
2秒前
科目三应助Begonia采纳,获得10
2秒前
2秒前
刻苦的小虾米完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Youmad完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
zheng完成签到 ,获得积分10
4秒前
牛BO发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI2S应助小狗采纳,获得10
6秒前
苏三三完成签到,获得积分10
6秒前
所所应助全若之采纳,获得10
7秒前
shinysparrow应助朴实的映秋采纳,获得100
8秒前
8秒前
猪猪侠完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Erislastem发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
丘比特应助ddaizi采纳,获得10
13秒前
shilin0822发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
似锦繁花发布了新的文献求助10
13秒前
Akim应助大鸡腿采纳,获得10
14秒前
14秒前
TszPok完成签到,获得积分10
15秒前
hehehe85200发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
牛文文完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
大个应助lixiang采纳,获得10
17秒前
17秒前
呼呼呼完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
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 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
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 3992152
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533140
关于积分的说明 11261281
捐赠科研通 3272545
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1805855
邀请新用户注册赠送积分活动 882720
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809439