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
8秒前
anzhe完成签到,获得积分10
8秒前
CallMeIris完成签到,获得积分10
12秒前
苹果尔柳发布了新的文献求助10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
尹基忠完成签到 ,获得积分10
16秒前
infer1024完成签到 ,获得积分10
17秒前
潜行者完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
歇洛克发布了新的文献求助10
22秒前
chemzhh完成签到,获得积分10
27秒前
灵巧的朝雪完成签到 ,获得积分10
27秒前
细心的代天完成签到 ,获得积分10
27秒前
老马哥完成签到 ,获得积分0
27秒前
顺心寄容完成签到,获得积分10
28秒前
李新颖完成签到 ,获得积分10
30秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
32秒前
乐乐应助yscjlxw547采纳,获得10
33秒前
上官完成签到 ,获得积分10
37秒前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
38秒前
糊里糊涂完成签到 ,获得积分10
39秒前
391X小king给391X小king的求助进行了留言
40秒前
打打应助oscar采纳,获得10
42秒前
谨慎翎完成签到 ,获得积分10
43秒前
然来溪完成签到 ,获得积分10
44秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
45秒前
点点完成签到 ,获得积分10
46秒前
49秒前
53秒前
Able发布了新的文献求助10
53秒前
阿烨完成签到,获得积分10
53秒前
55秒前
江江完成签到 ,获得积分10
55秒前
科研绝技完成签到,获得积分10
56秒前
yscjlxw547完成签到,获得积分10
1分钟前
Able完成签到,获得积分10
1分钟前
田甜甜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
负责的流沙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ccc完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
化妆品原料学 1000
小学科学课程与教学 500
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
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 5645089
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4767716
关于积分的说明 15026372
捐赠科研通 4803503
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2568340
邀请新用户注册赠送积分活动 1525697
关于科研通互助平台的介绍 1485301