Anthraquinone-Catalyzed TEMPO Reduction to Realize Two-Electron Energy Storage of Poly(TEMPO-methacrylate)

氧化还原 催化作用 计时安培法 循环伏安法 电化学 甲基丙烯酸酯 动力学 电子转移 化学工程 化学 电化学动力学 光化学 电极 聚合物 无机化学 聚合 有机化学 物理化学 物理 工程类 量子力学
作者
Wenbiao Li,Shangxu Jiang,Yuan Xie,Xiaoqing Yan,Fugang Zhao,Xinchang Pang,Kai Zhang,Zhongfan Jia
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:7 (4): 1481-1489 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.2c00063
摘要

2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) functional polymers are a type of organic electroactive material featuring a two-electron redox process. However, the electrochemical reduction of TEMPO (TEMPO•/–) is rarely adopted for energy storage due to its slow reaction kinetics. Here, we report using anthraquinone (AQ) as an organic redox mediator to promote TEMPO reduction kinetics. The catalytic effect of AQ is verified by electrochemical in situ FTIR spectroscopy in a model three-electrode system and further evidenced by cyclic voltammetry and chronoamperometry, providing a turnover frequency of 69 h–1. To exemplify the AQ catalytic effect in energy storage performance, we incorporate AQ groups into a typical TEMPO polymer (i.e., poly(TEMPO-methacrylate), PTMA). The AQ-catalyzed TEMPO reduction and AQ/carbon π–π interaction synergistically reduce the heterogeneous charge transfer resistance and accelerate the kinetics of the TEMPO•/– process in the PTMA electrode. The half-cell tests of the AQ functional PTMA show two prominent discharge plateaus with an initial capacity of 174 mAh g–1 and a 0.18% capacity loss per cycle. Moreover, the discharge capacity based on the TEMPO•/– couple is about 85 mAh g–1, 30% higher than that of the pristine PTMA. This new strategy could be widely applied to various organic redox systems to enhance their electrochemical kinetics and particularly improve the energy storage performance of organic polymer redox materials.
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
云漫山完成签到 ,获得积分10
刚刚
叶帆完成签到,获得积分10
1秒前
桐桐应助3927456843采纳,获得30
1秒前
che发布了新的文献求助10
1秒前
共享精神应助MeetAgainLZH采纳,获得10
2秒前
2秒前
xing发布了新的文献求助10
2秒前
123完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
欧贤书发布了新的文献求助10
3秒前
天天快乐应助Gryphon采纳,获得10
4秒前
粗犷的冷霜完成签到,获得积分10
5秒前
小马发布了新的文献求助10
6秒前
Sunny完成签到,获得积分10
6秒前
小满发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
科目三应助董秋白采纳,获得10
8秒前
10秒前
asdfzxcv应助陶醉的梦露采纳,获得10
11秒前
11秒前
olivia发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
桃子发布了新的文献求助10
17秒前
Wudifairy完成签到,获得积分10
17秒前
xbx1991完成签到,获得积分10
18秒前
小满完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
eryu25发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
欢喜的小天鹅完成签到 ,获得积分10
21秒前
传奇3应助HOMO采纳,获得10
22秒前
开心小狗完成签到,获得积分10
22秒前
ihuu发布了新的文献求助10
22秒前
guyankuan完成签到,获得积分20
23秒前
CuO发布了新的文献求助10
25秒前
股价发布了新的文献求助10
25秒前
guyankuan发布了新的文献求助10
25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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 6000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
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 5637805
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744034
关于积分的说明 15000235
捐赠科研通 4795945
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562246
邀请新用户注册赠送积分活动 1521747
关于科研通互助平台的介绍 1481704