Reducing the Charging Voltage of a Zn–Air Battery to 1.6 V Enabled by Redox Radical-Mediated Biomass Oxidation

氧化还原 阳极 电化学 阴极 电解质 电池(电) 储能 极化(电化学) 化学 化学工程 材料科学 无机化学 电极 物理化学 工程类 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Gangyong Li,Yating Long,Zhi Li,Siping Li,Yufeng Zheng,Binhong He,Miao Zhou,Zongqian Hu,Minjie Zhou,Zhaohui Hou
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (23): 8642-8650 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.3c01799
摘要

Zn–air batteries (ZABs) are one of the promising candidates of future energy storage technology owing to their advantages of high theoretical energy density, high safety, and low cost. However, high voltage polarization and low energy efficiency hinder their practical applications. Herein, we show that the charging voltage of a ZAB can be reduced to ∼1.6 V with a high energy efficiency of ∼70% by adding a redox radical, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxyl (TEMPO), and a biomass, glucose, into the electrolyte. Upon charging, the oxidation of TEMPO forming the oxoammonium cation at the cathode catalyzes the oxidation of glucose to generate value-added derivatives. Operando differential electrochemical mass spectrometry, first principle calculations, and ex situ spectroscopic characterizations demonstrate the significant effects of TEMPO and glucose on inhibiting side reactions and dendrite growth of the Zn anode, which endow the TEMPO-mediated ZABs with long-term charging/discharging cycles over 400 h.
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
ExtroGod发布了新的文献求助10
1秒前
明亮夕阳完成签到,获得积分10
2秒前
tramp应助LL采纳,获得10
2秒前
3秒前
Hydro完成签到,获得积分10
3秒前
和谐亦瑶完成签到,获得积分10
4秒前
踏水追风发布了新的文献求助10
4秒前
詹成宇发布了新的文献求助10
5秒前
充电宝应助稳稳稳采纳,获得10
6秒前
frank完成签到,获得积分20
6秒前
搜集达人应助钙钛矿光伏采纳,获得10
6秒前
D.Thew完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Lucas应助早睡早起采纳,获得10
7秒前
Mark发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Hydro发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
qin希望应助无情的不正采纳,获得10
10秒前
刘松完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
11秒前
古德day完成签到,获得积分10
11秒前
杳鸢应助踏水追风采纳,获得10
11秒前
小菜鸟飞不高完成签到,获得积分10
11秒前
hahaha完成签到,获得积分10
11秒前
asdf完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
科目三应助静心安逸采纳,获得10
12秒前
嗯哼应助你终硕采纳,获得20
14秒前
远坂时辰完成签到,获得积分20
14秒前
万能图书馆应助Thomas周采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
chenyinglin发布了新的文献求助10
16秒前
biubiu完成签到,获得积分10
16秒前
liu发布了新的文献求助10
16秒前
孟孟孟发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
The late Devonian Standard Conodont Zonation 1000
Semiconductor Process Reliability in Practice 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 600
Zeitschrift für Orient-Archäologie 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 3236817
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2882327
关于积分的说明 8226641
捐赠科研通 2550532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1379263
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 648565
邀请新用户注册赠送积分活动 624170