Simultaneous Regulation of Solvation Shell and Oriented Deposition toward a Highly Reversible Fe Anode for All‐Iron Flow Batteries

阳极 材料科学 溶剂化 壳体(结构) 化学工程 流量(数学) 纳米技术 沉积(地质) 化学物理 复合材料 化学 电极 机械 物理化学 离子 有机化学 物理 地质学 古生物学 工程类 沉积物
作者
Yuxi Song,Hui Yan,Huanhuan Hao,Zihe Liu,Chuanwei Yan,Ao Tang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (49) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/smll.202204356
摘要

Developing low-cost all-iron hybrid redox flow batteries (RFBs) presents a practical alternative to the high-cost all-vanadium RFBs and is deemed vital for grid-scale energy storage applications. However, the intrinsically poor Fe anode reversibility associated with the deposition and dissolution of metallic iron greatly limits the cycling performance and long-term stability of all-iron hybrid RFBs. Herein, a highly reversible and dendrite-free Fe anode is reported for all-iron RFBs through regulation of polar solvent dimethyl sulfoxide (DMSO) on FeCl2 anolyte, which simultaneously reshapes Fe2+ solvation structure and induces controllable oriented Fe deposition. Combining both experimental and theoretical analyses, the polar DMSO additives prove effective in replacing H2 O molecule from the primary solvation shell of Fe2+ cation via the Fe2+ -O (DMSO) bond and meanwhile induces a fine-grained Fe nucleation on the preferred Fe (110) plane, which are responsible for the minimized hydrogen evolution and dendrite-free Fe deposition that significantly enhance Fe anode reversibility. The all-iron RFB based on the proposed FeCl2 -DMSO anolyte demonstrates an excellent combination of peak power density of 134 mW cm-2 , high energy efficiency of 75% at 30 mA cm-2 , and high capacity retention of 98.6% over 200 cycles, which presents the best performance of all-iron RFBs among previously reported research.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
领导范儿应助张张采纳,获得10
1秒前
556发布了新的文献求助10
1秒前
阿标应助zmy采纳,获得30
2秒前
调研昵称发布了新的文献求助10
2秒前
娄志昊发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
zxq应助wyg117采纳,获得10
3秒前
3秒前
79完成签到 ,获得积分10
5秒前
正破完成签到,获得积分10
6秒前
纪缘郡完成签到,获得积分10
6秒前
言悦完成签到,获得积分10
6秒前
董大米完成签到,获得积分10
6秒前
行走De太阳花完成签到,获得积分10
7秒前
水杯不离手完成签到 ,获得积分10
7秒前
浅夏发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
XXXXH发布了新的文献求助10
8秒前
556完成签到,获得积分10
9秒前
清脆的土豆完成签到,获得积分10
9秒前
张张完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
英姑应助杨涛采纳,获得10
10秒前
10秒前
Yao完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
yxy完成签到,获得积分10
10秒前
文献文献文献完成签到,获得积分0
10秒前
11秒前
aurora完成签到,获得积分10
11秒前
还是做不出来么完成签到,获得积分10
11秒前
心灵美的山蝶完成签到,获得积分10
11秒前
Hello应助冷酷芝采纳,获得10
12秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Communist propaganda: a fact book, 1957-1958 500
Briefe aus Shanghai 1946‒1952 (Dokumente eines Kulturschocks) 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3167451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2818967
关于积分的说明 7923963
捐赠科研通 2478773
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1320495
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 632806
版权声明 602443