An Ultrafast Air Self‐Charging Zinc Battery

材料科学 电池(电) 储能 氧化还原 阴极 聚苯胺 电化学 纳米技术 化学工程 电极 功率(物理) 电气工程 复合材料 化学 聚合物 聚合 冶金 工程类 量子力学 物理化学 物理
作者
Wei Su,Yan Zhang,Huimin Wang,Min Yang,Zhiqiang Niu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (2) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/adma.202308042
摘要

Abstract Air self‐charging power systems possess the capability of energy harvesting, conversion, and storage simultaneously. However, in general, their self‐charging rate is slow and the batteries cannot be oxidized to the fully charged state due to the weak oxidizability of O 2 . Herein, an ultrafast air self‐charging aqueous zinc battery is designed by constructing a polyaniline@Pt/C (PANI@Pt/C) composite cathode. The introduction of Pt/C catalyst endows the redox reaction between PANI and O 2 with fast reaction kinetics and extended redox potential difference. Therefore, the self‐charging rate of the Zn/PANI@Pt/C batteries is effectively accelerated and they can be self‐charged to fully charged state. Furthermore, the PANI can be recharged by O 2 simultaneously during discharging process to compensate the consumed electrical energy, achieving prolonged energy supply. In addition, the PANI@Pt/C cathodes can be directly used as the cathodes of flexible self‐charging zinc batteries due to their excellent mechanical properties. As a proof of concept, flexible soft‐packaged Zn/PANI@Pt/C batteries are fabricated and displayed stable electrochemical performance and self‐rechargeability even at different bending states. A route is provided here to design ultrafast chemical self‐charging energy storage devices and the horizons of flexible energy storage devices are broadened.
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