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科学研究

 

徐锡金团队在Angewandte Chemie International Edition杂志发表水系锌-碘电池相关研究成果

2024年03月22日 13:00  点击:[]

近日,徐锡金教授团队在水系储能领域取得重要研究进展,相关工作以题为"Activating and stabilizing a reversible four electron redox reaction of I-/I+ for aqueous Zn-iodine battery"的研究论文发表于顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上,糖心vlog在线3秒入口进入为第一完成单位。青年教师王成刚和硕士研究生季晓星为论文共同第一作者,徐锡金教授和华中科技大学李会巧教授为共同通讯作者。

新兴的水系锌离子电池受到高度关注,具有转化机理的碘基正极材料具有丰富的资源、氧化还原价态和高容量、高氧化还原电位等优点。如今,碘基阴极的反应通常发生在I-和I0之间的双电子氧化还原中,从理论上讲,碘物种可以进一步氧化到更高的I+价态。此外,由于碘物种的穿梭效应,基于碘基的氧化还原阴极通常具有较差的循环寿命和容量衰减。本文通过在电解液中引入Br-作为活化剂激发I0/I+四电子氧化还原反应,并以大层间距的Ni-Fe LDH作为宿主,限制I0/I+反应在其层内发生。极大地提高了容量并有效抑制了碘物种穿梭,实现了高容量和长循环稳定性的锌-碘电池。通过非原位XPS、原位拉曼表征技术和密度函数理论(DFT)计算发现,Br-作为碘物种的活化剂和稳定对存在,与碘作用生成卤素间化合物[IBr2]-来稳定I+的存在。Ni-Fe LDH被合成并用作碘的宿主,由于其层间距离大而稳定可以确保I-/I+氧化还原反应在层间发生从而有效抑制碘化物的穿梭效应。            





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