ACS Energy Lett：通过建立界面Cl-/Cl0循环改善水相电池高电压性能

纳米技术

2021-03-05

目前发展高容量的溶液相电解质电化学电容器受到广泛关注，尤其在提升高电压中的容量。但是溶液相电解液能够发生产氧反应、同时可逆性较差导致高电位中的氧化还原反应受到影响，因此产生难以让人满意的平台电压现象、受限的能量密度。有鉴于此，同济大学杨晓伟等报道了调节阴离子水合物的结构、强化界面亲和性，有效的改善了高电势中的Cl^-/Cl⁰还原反应，这种效果和作用在以往报道中很少能够实现。

本文要点：

（1）

实验、计算结果显示，通过杂离子产生的溶剂化结构实现了Cl的还原电势低于产氧反应电极电势，二维通道上带负电荷的官能团提高Heyrovsky步骤的能垒，降低了Cl₂脱附反应趋势。

（2）

在含有Cl^-的电解液（二氯甲基紫精）通过双重还原，实现了1.8 V的放电平台电压和较高的能量密度。“water-in-salt盐包水”电解质（WiSE）提高了OER电势，降低了Cl的还原电势，从而实现了在高电压过程中更好的进行Cl还原反应。纳米限域多层石墨烯薄膜（MGM）改善了Cl原子吸附，阻碍了Cl₂释放。

参考文献

Xiaoli Zhao, Yuanyuan Wang, Yayun Shi, Xiaojun Yan, Yinbing Tian, Zhijun Zuo, and Xiaowei Yang*, Exploiting Interfacial Cl^–/Cl⁰ Redox for a 1.8-V Voltage Plateau Aqueous Electrochemical Capacitor, ACS Energy Lett. 2021, 6, 1134–1140

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00045

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00045