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): e202309601-e202309601 被引量:80
标识
DOI:10.1002/anie.202309601
摘要

Abstract 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 Zn 2+ , assisting in the rapid desolvation of Zn 2+ 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
刚刚
刚刚
刚刚
breaks完成签到,获得积分10
1秒前
拼搏的阿博完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
善学以致用应助小吴采纳,获得30
3秒前
Feliks发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
阿布发布了新的文献求助10
4秒前
罗新燕发布了新的文献求助10
5秒前
sangu完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
爆米花应助超能流水少年采纳,获得10
5秒前
5秒前
吃西瓜发布了新的文献求助10
6秒前
KING完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
奥格诺完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
坚定晓兰发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
SZ完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
sangu发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
迷人如天发布了新的文献求助30
10秒前
little z发布了新的文献求助20
11秒前
科研通AI2S应助栗松琛采纳,获得10
11秒前
大蛋老师应助蟹蟹采纳,获得10
12秒前
树池完成签到,获得积分10
12秒前
nczpf2010发布了新的文献求助10
12秒前
yzhn发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
Sport, Social Media, and Digital Technology: Sociological Approaches 650
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 5593807
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4679604
关于积分的说明 14810996
捐赠科研通 4644973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2534682
邀请新用户注册赠送积分活动 1502730
关于科研通互助平台的介绍 1469383