AM:加点糖!超浓缩水系电解质氢键调节的通用方法

水系储能系统由于具有安全性高,成本低廉和环境友好等优点而受到广泛关注。但是,水的特殊化学性质会引发以下问题:电化学稳定性窗口狭窄,水-电极界面反应的稳定性低以及电极材料和中间产物的溶解。水的性质在很大程度上取决于其羟基和氢键的性质。超浓缩的富含羟基的糖溶液可以改变水的原始氢键结构。基于此原理,中国科学院理化技术研究所薛面起等人认为超浓缩糖可以减少自由水分子并破坏四面体结构,从而通过破坏氢键降低水分子的结合度。使用超浓缩糖基电解质的锂,钠,钾离子水溶液和超级电容器具有出色的电化学性能。超低成本和高通用性的优势使超浓缩糖基水性电解质具有巨大的实际应用潜力。
本文要点:
1) 使用了超低成本超浓缩糖作为惰性物质,结合水的富含羟基和氢键的结构特征,为水性储能系统研发新型电解质。
2) 离子型(Li+,Na+和K+)电解质与超浓缩糖结合使用具有以下优点:扩展的ESW(高达2.812 V),宽广的温度适应性(–50至80°C)和合理的离子电导率(8.536 mS cm-1)。
3) 基于超浓缩糖基电解质的拉曼光谱和理论模拟:游离水分子的数量减少,水的四面体结构被破坏,从而通过干扰氢键降低了水分子的结合度。大多数基于超浓缩糖的离子型电解质的水系储能系统均表现出出色的电化学性能,并且其性能优于基于超浓缩盐的电解质。
Haibo Bi, et al. A Universal Approach to Aqueous Energy Storage via Ultralow‐Cost Electrolyte with Super‐Concentrated Sugar as Hydrogen‐Bond‐Regulated Solute, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202000074
https://doi.org/10.1002/adma.202000074
版权声明:
本平台根据相关科技期刊文献、教材以及网站编译整理的内容,仅用于对相关科学作品的介绍、评论以及课堂教学或科学研究,不得作为商业用途。