C-P/C=O bonds assisted desolvation effect in ultra-micropores carbon for boosting Zn-ion storage capability

材料科学 微型多孔材料 离子 电化学 溶剂化 水溶液 阴极 储能 分子 溶剂 密度泛函理论 纳米技术 化学工程 物理化学 计算化学 有机化学 电极 复合材料 热力学 化学 工程类 功率(物理) 物理
作者
Chengyao Zhao,Yiming Lin,Qiaoyan Lin,Qi Liu,Yujing Liu,Zhongqiu Liu,Anguo Ying
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:58: 332-343 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.03.039
摘要

Aqueous zinc-ion hybrid capacitors (ZIHCs) are a promising new type of energy storage device, but there is a plight that the unsatisfactory Zn2+ storage capability of carbonaceous cathodes limits further application. To address this issue, desolvation strategy is employed to tailor the solvation sheath of Zn2+ in the ultra-micropores (0.59 nm) nanospheres, where H3PO4 acts as phosphorus source for forming C-P bonds and enhancing C=O bonds to further reduce the desolvation energy barrier. In practical application, a quasi-solid-state flexible ZIHC is constructed, which provides a battery-level energy density (293.4 Wh kg−1) at a power density (180 W kg−1) and a remarkable capacity retention of 93.4 % after 10 000 cycles. Electrochemical analyses, DFT calculations and structural characterization reveal that ultra-microporous is proved to be a prerequisite for C-P/C=O that are expected to further deplete solvent molecules within a Zn2+ solvation sheath. Also, the coupling effect between the strong adsorption of Zn2+ by C-P/C=O and the hydrophobic effect of C-P play an important role in facilitating desolvation process. This work creates a precedent for the application of ultra-microporous carbon materials in ZHICs and provides a brand-new approach for breaking the bottleneck of the low energy density and poor lifespan of ZHICs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
大模型应助小支绝不停笔采纳,获得10
刚刚
1秒前
cw777发布了新的文献求助10
1秒前
含糊的凝芙完成签到,获得积分20
2秒前
互助遵法尚德应助bofu采纳,获得10
3秒前
minisword完成签到,获得积分10
4秒前
舒适的飞烟完成签到 ,获得积分10
5秒前
winna完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
小谢完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
赢赢发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
情怀应助夜里磨刀采纳,获得10
12秒前
百川完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
科研通AI2S应助bofu采纳,获得20
14秒前
14秒前
李健的小迷弟应助ran采纳,获得10
14秒前
nino完成签到 ,获得积分10
15秒前
天真纹发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
高分子123456完成签到,获得积分10
19秒前
周兰兰发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
顾矜应助guoer采纳,获得10
22秒前
cw777完成签到,获得积分10
24秒前
ding应助bofu采纳,获得20
25秒前
英俊的铭应助温眼张采纳,获得10
25秒前
pink发布了新的文献求助10
26秒前
zhu97应助开放的尔云采纳,获得20
29秒前
29秒前
30秒前
周兰兰完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
在水一方应助Yun采纳,获得10
32秒前
fanmo发布了新的文献求助10
34秒前
Yin完成签到,获得积分10
36秒前
Geoyee完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Внешняя политика КНР: о сущности внешнеполитического курса современного китайского руководства 500
Revolution und Konterrevolution in China [by A. Losowsky] 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 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3124628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2774894
关于积分的说明 7724629
捐赠科研通 2430451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291102
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622063
版权声明 600323