Optimizing Porous Metal–Organic Layers for Stable Zinc Anodes

材料科学 阳极 电解质 金属有机骨架 水溶液 化学工程 多孔性 电化学 腐蚀 枝晶(数学) 金属 极化(电化学) 无机化学 吸附 电极 冶金 复合材料 有机化学 化学 几何学 数学 物理化学 工程类
作者
Liling Lei,Binghua Zhao,Xudong Pei,Lei Gao,Yulun Wu,Xinyu Xu,Peng Wang,Shishan Wu,Shuai Yuan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (1): 485-495 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c12369
摘要

Aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) have been considered as alternative stationary energy storage systems, but the dendrite and corrosion issues of Zn anodes hinder their practical applications. Here we report a series of two-dimensional (2D) metal–organic frameworks (MOFs) with Zr12 clusters, which act as artificial solid electrolyte interphase (SEI) layers to prevent dendrites and corrosion of Zn anodes. The Zr12-based 2D MOF layers were formed by incubating 3D layer-pillared Zr-MOFs in ZnSO4 aqueous electrolytes, which replaced the pillar ligands with terminal SO42–. Furthermore, the pore sizes of Zr12-based 2D MOF layers were systematically tuned, leading to optimized Zn2+ conduction properties and protective performance for Zn anodes. In contrast to the traditional 2D-MOFs with Zr6 clusters, Zr12-based 2D MOF layers as artificial SEI significantly reduced the polarization and increased the stability of Zn anodes in MOF@Zn||MOF@Zn symmetric cells and MOF@Zn||MnO2 full cells. In situ experiments and DFT computations reveal that the enhanced cell performance is attributed to the unique Zr12-based layered structure with intrinsic pores to allow fast Zn2+ diffusion, surface Zr-SO4 zincophilic sites to induce uniform Zn deposition, and inhibited hydrogen evolution by 2D MOF Zr12 layers.
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
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
1秒前
黄同学发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
烟花应助冯前浪采纳,获得10
2秒前
咿呀喂发布了新的文献求助10
3秒前
lxaiczn发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
田様应助方旋采纳,获得10
4秒前
李哈哈发布了新的文献求助10
5秒前
m13965062353完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
qwer发布了新的文献求助10
6秒前
zz发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
ying完成签到,获得积分10
7秒前
健忘的柠檬完成签到,获得积分10
7秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
亮仔发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
10秒前
Judy发布了新的文献求助10
10秒前
5114发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
依霏发布了新的文献求助10
12秒前
安静柚子完成签到,获得积分10
12秒前
wqty完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
14秒前
起起发布了新的文献求助10
14秒前
zz完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI2S应助刘可以采纳,获得10
14秒前
15秒前
科研小白发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(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 Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5694859
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5099094
关于积分的说明 15214731
捐赠科研通 4851410
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2602316
邀请新用户注册赠送积分活动 1554181
关于科研通互助平台的介绍 1512082