Tuning electron delocalization of hydrogen-bonded organic framework cathode for high-performance zinc-organic batteries

离域电子 阴极 材料科学 化学 化学工程 纳米技术 无机化学 物理化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Wenda Li,Hengyue Xu,Hongyi Zhang,Facai Wei,Lingyan Huang,Shanzhe Ke,Jianwei Fu,Chengbin Jing,Jiangong Cheng,Shaohua Liu
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:155
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40969-5
摘要

Stable cathodes with multiple redox-active centres affording a high energy density, fast redox kinetics and a long life are continuous pursuits for aqueous zinc-organic batteries. Here, we achieve a high-performance zinc-organic battery by tuning the electron delocalization within a designed fully conjugated two-dimensional hydrogen-bonded organic framework as a cathode material. Notably, the intermolecular hydrogen bonds endow this framework with a transverse two-dimensional extended stacking network and structural stability, whereas the multiple C = O and C = N electroactive centres cooperatively trigger multielectron redox chemistry with super delocalization, thereby sharply boosting the redox potential, intrinsic electronic conductivity and redox kinetics. Further mechanistic investigations reveal that the fully conjugated molecular configuration enables reversible Zn2+/H+ synergistic storage accompanied by 10-electron transfer. Benefitting from the above synergistic effects, the elaborately tailored organic cathode delivers a reversible capacity of 498.6 mAh g-1 at 0.2 A g-1, good cyclability and a high energy density (355 Wh kg-1).
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
刚刚
浮游应助承宇采纳,获得10
1秒前
muni完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
乘风完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
Akim应助书记采纳,获得10
6秒前
6秒前
我就是KKKK发布了新的文献求助30
6秒前
小瑄完成签到 ,获得积分10
8秒前
落寞鑫磊发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
风中思松发布了新的文献求助10
14秒前
高越发布了新的文献求助10
14秒前
SciGPT应助书记采纳,获得10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
热爱科研的贝应助starts采纳,获得10
21秒前
22秒前
Zx_1993应助小李爱吃大西瓜采纳,获得10
23秒前
24秒前
高分求助中
(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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5420968
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4535922
关于积分的说明 14151957
捐赠科研通 4452682
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2442496
邀请新用户注册赠送积分活动 1433930
关于科研通互助平台的介绍 1411024