双氧合双极共价有机框架使高压对称质子电池成为可能
Yang Xu1,2, Zhendong Wang1,3, Yangyang Feng1,2,4
1CAS Key Laboratory of Design and Assembly of Functional Nanostructures, and Fujian Provincial Key Laboratory of Nanomaterials, State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou, Fujian, P. R. China.
研究人员为对称全有机质子电池开发了一种新的双极共价有机框架 (TAPT-HAT-COF). 这种材料可以实现高压和稳定的循环,推进安全,大规模的储能解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 对称全有机质子电池 (SAOPB) 提供安全和高性能的能量存储.
- 开发具有双重氧化还原活性的双极电极材料对于SAOPB的发展至关重要.
- 现有的材料往往缺乏高工作电压和稳定性所需的综合性质.
研究的目的:
- 设计和合成双极共价有机框架 (COF),用于SAOPB中的阴极和阳极.
- 研究新型COF材料的电荷储存机制和电化学性能.
- 为了证明双极COF在实际储能应用中的潜力.
主要方法:
- 合成TAPT-HAT-COF,一个双极共价有机框架.
- 电化学特征包括循环电压测量和静电电荷放电.
- 现场FTIR光谱和理论计算以阐明电荷存储机制.
- 在硬币和袋式电池配置中装配和测试SAOPB.
主要成果:
- TAPT-HAT-COF表现出两个独立的氧化还原对,使得0.83V的高工作电压成为可能.
- 该材料展示了以CN和CO组为中心的双极电荷存储机制.
- 组装的SAOPB实现了108.5mAh的特定容量,在5Ag-1时,超过3000个稳定周期.
- 一个实用的袋式电池在0.5 A g-1下提供了145.8 mAh的特定容量.
结论:
- 在SAOPB中,TAPT-HAT-COF作为有效的双极电极材料.
- 这项研究验证了双极COF在对称能量存储中的设计策略.
- 这项工作突显了COF在开发先进的高性能电池技术方面的潜力.
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