Reconstructing Hydrogen Bond Network Enables High Voltage Aqueous Zinc‐Ion Supercapacitors

水溶液 电化学 超级电容器 离子 氢键 电压 化学 材料科学 分子 电气工程 冶金 物理化学 有机化学 电极 工程类
作者
Zhiyu Hu,Zirui Song,Zhaodong Huang,Shusheng Tao,Song Bai,Ziwei Cao,Xinyu Hu,Jiae Wu,Fengrong Li,Wentao Deng,Hongshuai Hou,Xiaobo Ji,Guoqiang Zou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (38) 被引量:63
标识
DOI:10.1002/anie.202309601
摘要

High-voltage aqueous rechargeable energy storage devices with safety and high specific energy are hopeful candidates for the future energy storage system. However, the electrochemical stability window of aqueous electrolytes is a great challenge. Herein, inspired by density functional theory (DFT), polyethylene glycol (PEG) can interact strongly with water molecules, effectively reconstructing the hydrogen bond network. In addition, N, N-dimethylformamide (DMF) can coordinate with Zn2+ , assisting in the rapid desolvation of Zn2+ and stable plating/stripping process. Remarkably, by introducing PEG400 and DMF as co-solvents into the electrolyte, a wide electrochemical window of 4.27 V can be achieved. The shift in spectra indicate the transformation in the number and strength of hydrogen bonds, verifying the reconstruction of hydrogen bond network, which can largely inhibit the activity of water molecule, according well with the molecular dynamics simulations (MD) and online electrochemical mass spectroscopy (OEMS). Based on this electrolyte, symmetric Zn cells survived up to 5000 h at 1 mA cm-2 , and high voltage aqueous zinc ion supercapacitors assembled with Zn anode and activated carbon cathode achieved 800 cycles at 0.1 A g-1 . This work provides a feasible approach for constructing high-voltage alkali metal ion supercapacitors through reconstruction strategy of hydrogen bond network.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小呱发布了新的文献求助10
刚刚
Don完成签到 ,获得积分10
刚刚
Andrew发布了新的文献求助10
刚刚
Queena发布了新的文献求助10
刚刚
深情安青应助李双兔采纳,获得30
2秒前
跳跃的凡霜完成签到,获得积分10
2秒前
爱偷懒的猪完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
7秒前
澡雪发布了新的文献求助10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
万能图书馆应助HACUI采纳,获得10
9秒前
练习时长两年半应助丫头采纳,获得10
9秒前
乖猫要努力应助shine采纳,获得10
9秒前
9秒前
我爱亲柠檬完成签到,获得积分10
11秒前
研友_VZG7GZ应助小呱采纳,获得10
12秒前
13秒前
刘人英完成签到,获得积分10
14秒前
caixukun发布了新的文献求助10
14秒前
归尘发布了新的文献求助10
14秒前
李双兔发布了新的文献求助30
14秒前
蓝橙发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
阿州完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
清新的马里奥完成签到 ,获得积分10
16秒前
张烤明完成签到,获得积分10
17秒前
清爽乐菱完成签到,获得积分10
17秒前
YANG完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
大模型应助爱撒娇的紫菜采纳,获得10
18秒前
20秒前
在喝咖啡ing完成签到,获得积分10
22秒前
SL发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3975458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519866
关于积分的说明 11199996
捐赠科研通 3256213
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798133
邀请新用户注册赠送积分活动 877386
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806305