能源周報:AM、AEM、AFM、Joule等大合集

2020-09-15 研之成理

1. Adv. Funct. Mater.:富鋰錳基氧化物正極的贗鍵和電場調和

富鋰錳基氧化物正極的實際應用主要受到容量下降和電壓衰減的阻礙,這與結構形變和陰離子氧化還原反應有關。在這裡,報導了一種通過連鎖功能化的修飾方法,通過同步鋰氧化策略來應對這些挑戰。 Ce在體相中的摻雜激活了贗鍵合效應,有效地穩定了晶格中的氧析出並抑制了結構變形。有趣的是,它還誘導了在面內形成尖晶石相Li4Mn5O12,反過來構造了相界面,從而激發了內部自建電場,以防止大量氧陰離子向外遷移並促進電荷轉移。此外,所形成的具有氧空位的塗層的Li2CeO3加速了Li +擴散並減輕了電解質燒灼。相應的正極在300次循環後表現出優異的長循環穩定性,每循環的容量下降僅為0.013%,電壓衰減為1.76 mV。這項工作為開發高能量密度應用的富鋰錳基氧化物正極提供了新的思路。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202004302


2. Adv. Funct. Mater.:自調節有機聚合物與膨脹型無機SnS 2層間複合材料用於鉀離子電池


SnS2由於具有較高的理論容量而作為鉀離子儲存的有前途的候選材料進而引起了廣泛的關注,但是,在反覆循環的過程中,它嚴重地遭受了巨大的體積變化和鉀枝晶生長的困擾。在此,製備了多層聚天冬氨酸(PASP)改性的SnS2納米片,將其嵌入源自白毛狗尾草(PASP @ SnS2 @ CN)的中空氮摻雜碳纖維(CN)中以存儲鉀。聚天冬氨酸交聯劑可提供6.8Å的層間間距(原始SnS2的層間距為5.9Å),更高的離子傳輸通道以及自調節無枝晶鉀鍍層。因此,提供了高可逆容量(在50 mA g-1下為564 mAh g-1)和在2 A g-1下具有273 mAh g-1的顯著速率性能。實驗數據和計算模型均證實,由於聚天冬氨酸之間的強相互作用(K–N和H + / K +質子交換),在無枝晶的PASP @ SnS2 @ CN和電解質(KFSI)的界面上形成了薄而堅固的固體電解質界面(SEI)層。可變形且可自我調節的有機-無機構型有望成為過渡金屬的基礎構造,並在鉀存儲方面具有實際應用。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202005080


3. Adv. Funct. Mater.:添加劑設計的不可燃電解質,可提供更安全的鉀離子電池

作為鋰離子電池的替代品,鉀離子電池(KIBs)引起了人們的極大關注,因為它的成本更低且鉀的全球可持續性更好。然而,設計與石墨負極相容的電解質並解決高活性鉀的安全性問題仍然具有挑戰性。本文介紹了一種新的概念,即使用添加劑設計不易燃的電解質來生產更安全的鉀離子電池。發現添加劑例如硫酸亞乙酯可以使1.0 m的雙(氟磺醯基)醯亞胺鉀磷酸三甲酯中的電解質首次與石墨負極相容,而無需濃縮電解質策略。提出了電解質中添加劑的新配位機理。結果表明,添加劑可以改變鉀離子的溶劑化結構,然後確定帶有鉀離子的溶劑化殼在電極界面上的界面行為,這對於影響石墨性能至關重要(即,鉀離子-溶劑共插入或鉀離子脫出)。然後,在用於鉀離子電池的石墨電極中獲得了極高的鉀存儲能力,特別是提出的高性能石墨| K0.69CrO2電池充分證明了這種新設計的電解質的實際應用。這種基於添加劑的策略可以提供更多機會來調整電解質性能,然後為動能更大的離子電池系統服務。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202001934


4. Adv. Funct. Mater.:聚環氧乙烷聚合物在中性水系電解質中穩定的鋅負極反應

鋅枝晶的生長和較差的循環穩定性是可充電水系鋅電池的重大挑戰。金屬鋅在水系電解質中的沉積和溶解通常取決於鋅負極-電解質的界面。在這項工作中,報導了長鏈聚環氧乙烷(PEO)聚合物作為多功能電解質添加劑在穩定金屬鋅負極中的作用。PEO分子通過醚基與Zn2+之間的相互作用抑制Zn2+的傳輸動力學並調節鋅負極附近的Zn2+濃度。抑制的Zn2+遷移動力學和界面上均勻的Zn2+分布促進了無枝晶的均勻鋅沉積。此外,吸附在鋅負極上的電化學惰性PEO分子可以保護陽極表面免受H2生成,從而增強其電化學穩定性。在含0.5 wt%PEO的1 M ZnSO4電解質中,證明了3000 h內的穩定循環和高可逆性(庫侖效率> 99.5%)。這一發現為穩定界面反應的低成本多功能聚合物電解質添加劑穩定鋅金屬負極的機理提供了有益的見解。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202003932


5. Adv. Funct. Mater.:鋁/石墨電池的同步X射線衍射和原位成像操作研究

可充電石墨雙離子電池由於具有低成本和高性能指標(例如高功率密度,能效,長循環壽命和良好的能量密度)而非常適合電網級固定式儲能。深入了解石墨中的陰離子嵌入機理是設計高效系統的基礎。在這項工作中,提出了使用離子液體電解質的可充電鋁電池中作為正極材料的熱解(PG)石墨和天然(NG)石墨之間的比較。這兩個系統的特點是同時具有同步加速能量色散X射線衍射和時間分辨斷層掃描技術,從而建立了強大的表徵方法,該方法還可以更廣泛地應用於基於碳的能量相關材料。獲得了對AlCl4- /石墨插層機制的更深入的洞察力,證明了初始階段為混相區域,第二階段為兩相區域。此外,應變分析表明,熱解石墨電極的不可逆性與不均勻應變的增加之間存在相關性。最後,成像分析揭示了石墨形態對電極體積膨脹循環的影響。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202003913


6. Joule: 基於三元策略的高晶體受體的全小分子有機太陽能電池效率接近16%

研究者們採用4TIC作為附加的非富勒烯受體(NFA)構建三元的全小分子有機太陽能電池(SM-OSCs),獲得了15.88%(認證15.5%)的高功率轉換效率(PCE)。4TIC是一種高結晶受體,其分子結構與二元共混物中的宿主NFA 6TIC相似。4TIC的加入不僅顯著提高了共混膜的結晶度,而且在適當的多長度尺度上保持了所需的表面取向,從而改善了器件中的電荷提取和複合。因此,在加入4TIC後,基於ZnP-TBO: 6tic的SM-OSCs的PCE從12.11%提高到14.73%。對於基於ZnP-TSEH: 6tic的SM-OSCs,在加入4TIC後,PCE從13.54%提高到15.88%(認證的15.5%)。15.88%的效率是目前所報導的SM-OSCs的最佳結果。

原文連結:https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.08.011


7. Adv. Energ. Mater.:鈣鈦礦單晶:超薄鈣鈦礦單晶可以提高太陽能電池的性能

晶粒和晶界在決定滷化物鈣鈦礦基光電器件性能方面起著關鍵作用。滷化物鈣鈦礦單晶固體顆粒大,晶界小,表面形貌均勻,有利於電荷轉移和聚集,抑制複合損失,有利於發展高效太陽能電池。迄今為止,為太陽能電池應用而合成高質量薄單晶(TMCs)的策略仍然有限。在這裡,研究者們通過反溶劑蒸汽輔助結晶和空間限制策略的結合,製造出了高質量的毫米級MAPbI3鈣鈦礦,其厚度可控制在幾十納米到幾微米之間。基於這些MAPbI3 TMCs的太陽能電池的功率轉換效率(PCE)為20.1%,與多晶電池17.3% 的PCE相比有了顯著提高。MAPbI3 tmc的晶粒尺寸大,表面形貌均勻,空穴遷移率高(高達142 cm2 V -1 s -1),以及低陷阱(缺陷)密度。這些特性表明,鈣鈦礦複合材料可以有效地抑制鈣鈦礦複合材料的輻射和非輻射損失,從而為鈣鈦礦太陽能電池的效率最大化提供了一條有前景的途徑。

原文連結:https://doi.org/10.1002/aenm.202070144


8. Adv. Funct. Mater.:新型富勒烯衍生物作為一種n型材料,用於p-i-n配置的高效、柔性鈣鈦礦太陽能電池

金屬滷化物鈣鈦礦引起了新興光伏技術領域的巨大興趣。在輕質、柔韌的基底上製造鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的可能性,以及簡便的加工方法,提供了非常有吸引力的商業可能性。儘管如此,文獻中報導的柔性設備的效率值與剛性玻璃基結構相比,通常要低一些。在這裡,研究者們將一種溶液處理富勒烯衍生物,[6,6]-苯基-C61丁酸n-己基酯(PCBC6),做為鈣鈦礦太陽能電池中常用的n類型材料的高效替代品。帶有PCBC6層的電池的功率轉換效率為18.4%,在聚合物箔上製作,有源面積為1平方釐米。與苯基-C61-丁酸甲酯基準相比,顯著提高了光伏性能,這主要歸功於改進的層形貌。結果是在鈣鈦礦/電子傳輸材料界面有更好的電荷提取和減少非輻射複合。溶液處理的PCBC6薄膜均勻、光滑,並顯示鈣鈦礦層的保形蓋層。此外,通過噴墨列印技術,展示了PCBC6層的可擴展處理,生產效率超過17%的柔性PSCs,這突出了在工業過程中使用該材料的前景。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202004357


9. Adv. Funct. Mater.:用於鈣鈦礦太陽能電池的新型電子傳輸層材料,具有超過22%的效率和長期穩定性

子傳輸層(ETL)對n-i-p型平面鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的功率轉換效率(PCE)和穩定性有重要影響。研究者們介紹一個N型半導體材料,(CH3)2Sn(COOH)2(縮寫為CSCO)的合成, 首次作為n-i-p平面PSCs的ETL進行準備,用KCl處理後PCE高達22.21%,是目前n-i-p平面PSCs的最高PCE之一。進一步分析表明,高PCE是歸因於CSCO的優良的導電性,因為離域的電子云分布。由於其獨特的−O=C O−官能團和缺陷的鈍化Cs0.05(FA0.85MA0.15)0.95Pb(I0.85Br0.15)3(表示為CsFAMA),鈣鈦礦通過O (Sn)原子與CSCO之間的相互作用的和Pb(滷素)原子的CsFAMA cisco / CsFAMA表面作用,而傳統ETL SnO2薄膜等材料缺乏這個功能。除了高PCE之外,使用CSCO作為ETL的最佳PSCs表現出顯著的穩定性,在環境條件(溼度約40%,≈25℃)下儲存130天後,在不封裝的情況下,其初始PCE保持在83%以上,遠好於傳統的SnO2基n-i-p PSCs。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adfm.202004933


10. Adv. Funct. Mater.: 利用雙鏈配體對Ti和Pb進行雙配位提高鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩定性

界面缺陷引起的電荷複合是鈣鈦礦太陽能電池中電荷損失的重要來源。在這裡,研究者們採用雙側鈍化策略,通過加入雙酚分子,噻吩基羧酸(TCA),鈍化鈣鈦礦太陽能電池中電子提取異質結鈣鈦礦側和TiO2側的缺陷。密度泛函理論和超快電荷動力學表明,該界面的電荷重組減少了50%。採用TCA鈍化異質結製成的鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率為21.2%,而控制電池的功率轉換效率為19.8%。在50小時的UV過濾MPP測試後,含TCA的電池保持96%的初始效率。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adfm.202005155


11. Adv. Funct. Mater.:將電導率,電容率和固定能力整合到N / O雙摻雜多孔碳納米籠中,並錨定在CNT作為先進K-Se電池的有效Se載體

鉀硒電池由於其理論能量密度高、成本低,作為一種穩定的儲能系統越來越受到人們的關注。這些電池的主要挑戰是活性硒的利用率低,動力學遲緩,以及循環過程中的體積變化。在此,設計了一種以碳納米管(CNT)為錨定的N和O雙摻雜多孔碳納米籠(表示為NO-nanocage/CNT)作為Se的主體。該材料結合了豐富的N/O活性中心和良好的導電性等優點,實現了Se和聚矽烷的高效固定化和快速的氧化還原動力學。中空碳骨架具有豐富的微孔和介孔結構,縮短了離子/電子之間的擴散距離,適應了活性材料的體積膨脹。密度泛函理論計算進一步證實了NO納米籠/CNT對K2Se具有很強的化學親和力,這與實驗結果一致。這個Se@納米籠/CNT陰極顯示出顯著的可逆容量(0.1 A g-1時為623 mAh g-1)和超長循環壽命(1.0 A g-1下3500次循環後為274 mAh g-1)。本文的設計為先進鹼金屬硫系電池多功能Se主機的設計提供了一種新的途徑。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adfm.202003871


12. Adv. Funct. Mater.:聚苯胺插層對高性能水溶液鋅離子電池氧化釩層狀結構的調控

根據插入機制,金屬氧化物通道結構的有序調製對於可逆地積累具有高表面電荷密度的大鋅離子,改善鋅離子電池性能至關重要。但是,不可逆的結構轉變通常會導致嚴重的性能下降。在本文中,將聚苯胺原位插入層狀釩氧化物中,以擴大層狀間隔以增強電池性能。隨著晶格間距的增大,聚苯胺插層式氧化釩(PIVO)與Zn電極結合時可顯示出372 mAh g-1的大比容量和良好的循環穩定性。更重要的是,原位表徵結果表明,PIVO允許積累額外的鋅離子而沒有明顯的相變,而共軛聚合物鏈則可以在受限層空間中提供結構柔性,從而減輕插層應力,改善循環穩定性。此外,原位紅外光譜測量的結果闡明了電池的電荷存儲機制。聚苯胺分子在氧化釩中的可逆摻雜過程允許多種離子參與電荷存儲過程,從而提高電池性能。本文揭示了電荷儲存機制改進的根源,對於合理設計具有獨特有機-無機特性的高性能鋅離子電池材料具有重要意義。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adfm.202003890


13. Nat. Commun.:用於超柔性非富勒烯有機太陽能電池的金屬離子螯合聚合物界面層

對於超柔性有機太陽能電池而言,實現高功率轉換效率和良好的機械堅固性仍然是挑戰。同時具有良好的機械強度和與活性層良好的化學相容性的中間層是非常需要的。在這項工作中,本文提出了一種Zn2+螯合聚乙烯亞胺(PEI-Zn)的中間層,它能承受比ZnO高一倍以上的最大彎曲應變,並且與最近出現的高效非富勒烯活性層具有化學相容性。在1.3μm聚萘二甲酸乙二醇酯(PEI-Zn)襯底上,具有PEI-Zn層的超柔性非富勒烯太陽能電池的功率轉換效率為12.3%在PEDOT:PSS電極上,在AgNWs電極上是15.0%。此外,在壓縮比為45%的100個連續壓縮平面變形循環中,超柔性電池的功率轉換效率幾乎不變。最後,將超柔性電池連接在手指關節上,在手指彎曲伸展過程中顯示出可逆的電流輸出。

原文連結:https://doi.org/10.1038/s41467-020-18373-0


14. Adv. Mater.:水合二氧化二釩插層假電容Zn2+儲能性能研究

弱範德華相互作用使離子插層型基質成為理想的贗電容儲能材料。本文提出了一種製備水合二氧化釩納米帶(HVO)的方法。特別地,發現了HVO的插層假電容反應機理,與電池型插層反應相比,HVO為高速電容電荷存儲提供了動力。主要原因是缺陷的晶體結構提供了合適的環境空間來快速調節和運輸陽離子。因此,HVO提供了快速的Zn2+離子擴散係數和較低的Zn2+擴散勢壘。插層假電容的電化學結果表明,在0.05 A g-1時,其可逆容量為396 mAh g-1,在50 A g-1的高電流密度下可保持88 mAh g-1。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adma.201908420


15. Adv. Funct. Mater.:透明柔性薄膜超級電容器和混合超級電容器的微模壓方法

薄膜超級電容器由於其機械靈活性、高功率密度、長循環壽命和快速充電能力,在可穿戴電子設備中具有很好的儲能前景。除了所有這些功能之外,設備透明性還將為可穿戴設備、虛擬實境或車輛導航的平視顯示屏帶來全新的機遇。本文介紹了一種製備銀/多孔炭和Ag/NixFeyOz@rGO在聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上形成網格狀圖案,以生產透明薄膜超級電容器和混合超級電容器的方法。超級電容器在3 µA cm-2的電流密度和70.6%的透明度下提供226.8 µF cm-2的高面積電容。在高強度彎曲下,即使經過1000次循環,其循環穩定性仍保持不變。將Ag/多孔炭電極與Ag電極集成,製備了一種混合型超級電容器/NixFeyOz@rGO。當電流密度為3 µA cm-2時,其面積電容為282.1µF cm-2,透明度為73.3%,並且在彎曲狀態下,面積電容僅略有下降。這項工作表明,納米和微米級粉末的微模壓是製備規則電極圖形的有力方法,這是開發透明儲能裝置的基礎。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adfm.202004410


16. Adv. Funct. Mater.:通過溫度控制的原位煅燒硫化多元CoFe-MOF-74@rGO製備多層多孔集成Co1-xS/CoFe2O4@rGO納米花用於高性能超級電容器

高氧化還原活性過渡金屬氧化物與導電過渡金屬硫化物的精確合成一直是一個挑戰,因為硫對過渡金屬具有極強的配位親和力。在此,通過控制煅燒硫化溫度以刺激氧與硫競爭的活性,形成一個完整的Co1-xS/CoFe2O4@rGO納米花,在780-830°C的溫度範圍內通過使用設計良好的Co0.8Fe0.2-MOF-74@rGO作為前驅物。層狀孔隙結構由雙金屬來MOF@rGO演變而來,提供了一個合適的電解質環境來促進快速法拉第反應,從而產生Co1-xS/CoFe2O4@rGO,其比容量高達2202 F g-1,展現出顯著的循環穩定性(20000次循環後為90%),優於眾所周知的金屬有機物框架(MOF)衍生系統。組裝後的Co1-xS/CoFe2O4@rGO//AC不對稱超級電容器在功率密度為700 W kg-1時,其能量密度高達61.5 Wh kg-1。結合實驗和密度泛函理論計算表明,優化電子結構的Co1-xS/CoFe2O4界面促進了電子轉移途徑,實現了CoFe2O4高氧化還原活性和Co1−xS良好導電性的有效協同作用,使材料具有優良的電化學性能。此外,本文還系統地研究了溫控不同相的形成機理。

原文連結:https://doi.org/10.1002/adfm.202004519


17、Nat. Commun.: Li2MnO3中位錯和氧釋放驅動的脫鋰作用

鋰過量層狀正極材料Li2MnO3因其高能量密度而備受關注。有人提出脫鋰可能引起氧釋放和陽離子混合。然而,目前還不清楚脫鋰區域是如何生長的。本文利用原子分辨掃描透射電子顯微鏡結合電子能量損失譜,直接觀察了部分去鋰化Li2MnO3單晶中原始區與脫鋰化區交界處的原子結構。研究者們闡明了脫鋰化區存在大量的不可逆缺陷,如氧釋放和Mn/Li陽離子混合。在界面處形成部分陽離子無序結構,錳只在特定的Mn/Li層中遷移。此外,在界面處形成大量位錯,以補償原始區和脫鋰化區之間的晶格失配。

原文連結:https://doi.org/10.1038/s41467-020-18285-z


18、Nat. Commun.: 超低溫水系鋅電池電解液結構的調製

可充電水系電池由於其高安全性和低成本而成為潛在的大規模能量存儲的新興系統。然而,水性電解質的凍結限制了這種電池的低溫操作。在這裡,研究者們通過調節電解質結構報告了ZnCl2溶液中原始氫鍵網絡的斷裂,從而抑制了水的凍結並將水性電解質的固液轉變溫度從0 °C降低到–114 °C。這種基於ZnCl2的低溫電解液使聚苯胺||鋅電池可在–90至+60°C的超寬溫度範圍內工作,該溫度範圍已創下了地球表面溫度的記錄。這種聚苯胺電池在–70 °C(84.9 mA h g-1)的條件下仍很堅固,在超過2000個循環中穩定,容量保持率約為100%。

原文連結: https://doi.org/10.1038/s41467-020-18284-0


19、Adv. Energ. Mater.: 石榴石基全固態鋰電池的界面

全固態鋰電池(ASSLB)被認為是下一代儲能系統,因為與常規鋰離子電池相比,它們在能量密度和安全性方面具有壓倒性的優勢。在各種系統中,基於石榴石的ASSLB是最有前途的候選者之一。石榴石電解質的固有特性,特別是與聚合物和硫化物電解質相比,具有較高的剪切模量和更寬的電化學窗口,從而具有優勢,從而保證了鋰金屬和高壓陰極的應用。但是,石榴石和電極(鋰金屬和陰極)之間的界面問題具有挑戰性,並阻礙了基於石榴石的ASSLB的進一步發展。本文回顧了基於石榴石的ASSLBs的界面抗性的起源和界面結構的最新發展,以及循環過程中隨後的界面降解和細胞衰竭,包括不均勻的鍍覆和剝離,鋰枝晶以及在剛性條件下應變誘發的微裂紋電極。最後,還介紹了這個重要而令人興奮的領域中的未來挑戰和機遇。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202001318


20、Adv. Energ. Mater.: 無鈷Li1.2Ni0.2Mn0.6O2作為使用離子液體電解質的鋰電池正極材料的容量降低和電壓衰減

富鋰層狀氧化物(LRLO)的比容量高於250 mAh g-1,即高於任何商業上使用的鋰離子正極材料。如此高的容量會產生高的比能量,從而滿足電動汽車應用的嚴格要求。但是,LRLO通常會遭受嚴重的容量和電壓衰減的影響,這是由於循環期間發生不希望的結構轉換而引起的。本文結合鋰金屬陽極和室溫離子液體,研究了生態友好、無鈷的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2(LRNM),在0.1 C下提供高於800 Wh kg-1的比能。電解質,即雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰和N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺。電化學性能和高解析度透射電子顯微鏡,X射線光電子能譜以及在線差分電化學質譜法表徵證明,該電解質能夠抑制正極材料的結構轉變,與傳統方法相比具有增強的循環穩定性基於碳酸鹽的電解質。實際上,在500個循環之後,容量和電壓衰減分別被分別分別限制為僅19%和3%(即,每個循環低於0.2 mV)。最後,在使用LRNM和Li4Ti5O12的鋰離子電池中驗證了基於離子液體的電解質的有益作用。這些電池在1 C下經過500次循環後,有望實現80%的容量保持率。

原文連結:https://doi.org/10.1002/aenm.202070142


21、Adv. Funct. Mater.: 碳纖維布上生長的空心金紅石長方體陣列,作為鈉離子電池的柔性電極

製造柔性儲能裝置需要具有高電荷存儲能力,低的固態電荷擴散抗性和出色的機械性能的柔性電極。本文描述了一種方法,用碳纖維布(H-TiO2@CFC)支撐合成具有空心金紅石型TiO2長方體陣列的複合材料。這種複合材料用作鈉離子存儲的自支撐無粘合劑陽極,在0.1 C時可逆充電容量分別為287.3和50 C時可逆充電容量為103.3 mAh g-1。H‐TiO2@CFC電極優異的電化學性能主要歸因於其獨特的結構,該結構有利於離子遷移,提高電子電導率並實現對鈉離子的活性表面反應性。X射線原位表徵結果表明,在H‐TiO2 @ CFC中,中空金紅石型TiO2幾乎沒有應變結構,沒有發生電化學循環。電荷存儲機制的分析表明,電荷對電荷存儲具有重要的偽電容貢獻,這說明了觀察到的電極的高速率性能。以H-TiO2@CFC為陽極,Na3V2(PO4)3為陰極製成的柔性全電池具有優異的電化學性能和對機械變形的柔韌性,這證明了H-TiO2@CFC複合材料具有廣闊的前景電池。

原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202002629

相關焦點

  • 能源周報:JACS、Angew、AM、AEM等大合集
    p.s.文末會附有過去三周周報連結。1、Angew. Chem. Int. Ed.Mater.: 面向高能鋰離子電池的矽石墨複合材料的壓延兼容大孔結構為此,這項工作提出了用於Si石墨陽極的壓延兼容的大孔結構,以使體積能量密度最大化。陽極由彈性最外層碳覆蓋層,非填充多孔結構和石墨芯組成。由於彈性碳覆蓋物的潤滑性能,被脆性Si納米層覆蓋的大孔結構可以承受高壓並在電極壓延過程中保持其多孔結構。採用了機械攪拌和化學氣相沉積的可擴展方法。
  • 能源周報:Angew、AM、AEM、PNAS等大合集
    這一工作為提高先進能源材料的催化效率提供了有利的方法。柔性固態乙醇燃料電池配備了這種陽極和陰極催化劑,僅用3毫升乙醇就能提供13.63 mWh cm-2的超高能量密度,這與其他類似的固態能源裝置相比是非常突出的。此外,乙醇燃料電池具有高度的靈活性和耐久性。
  • 催化周報:JACS、Angew.、AM、Chem、Joule等大合集!
    對於鹼性析氫反應(HER),發現有效且有前途的非貴金屬催化劑對於清潔能源系統至關重要原文連結:https://doi.org/10.1016/j.joule分級分子篩結合了微孔分子篩的固有催化性能和增加的介孔和/或大孔系統的通道和運輸
  • 能源周報:Nature子刊、JACS、AM等大合集
    原文連結:https://doi.org/10.1016/j.joule鋅離子電池(ZIBs)具有成本低、容量大、鋰離子電池的快速充電對於下一代能源存儲系統至關重要雙分子層間擴散生長過程允許形成高質量和大晶粒的鈣鈦礦膜,只有10 mol%的揮發性甲基銨。此外,應用一維吡咯鈦礦對鈣鈦礦膜進行鈍化,提高了結晶質量,使我們的鈣鈦礦膜和帶隙為1.28 eV的器件的載流子壽命為1.1μs,開路電壓為0.865 V。我們的策略使低帶隙鈣鈦礦太陽能電池在AM 1.5G光照下的功率轉換效率達到20.4%。
  • 能源周報:Nature子刊、JACS、Angew、AM、EES、PNAS等大合集
    p.s.文末會附有過去三周周報連結。發現從環境中同時收集多種形式能源的理化原理將推動當前的可持續能源技術的發展我們的工作展示了一種能源利用的新概念-將太陽能和低品位熱量合併為高品位熱量,這釋放了開發由自然陽光和環境熱結合提供動力的可持續能源系統的可能性。
  • 能源周報:Science、Nat. Nano、AM等大合集
    本研究開發了一種獨特的具有三維有序大孔(3DOM)結構和碳納米管(CNTs)嵌入的連續缺氧氧化鈮(Nb2O5−x)骨架,作為高性能硫固定劑和多硫化物轉化的催化促進劑。3DOM體系結構提供了一個堅固的多孔和開放的框架,有利於電解質滲透以實現快速的離子/質量傳遞,以及用於大規模主客體交互的界面暴露。
  • 能源周報:Nat. Nanotechnol、JACS、Joule、Angew、PNAS、AM等
    雪梨科技大學數學與物理科學學院清潔能源技術中心汪國秀教授Chem評述:桁架結構實現穩健的過渡金屬硫化物負極材料高容量過渡金屬硫化物負極的實際應用受到較差的倍率能力和循環性能的阻礙。最近在《Matter》上報導了Yang和他的同事們已經開發出一種堅固的微桁架結構Cu1.81S材料,該材料具有出色的機械強度,可用於高性能鈉離子電池。
  • 能源周報:Science、Nat. Nano.、JACS、AM等大合集!
    水性可充電鋅-碘電池(ARZIBs)是一種很有前途的可持續能源儲存形式這是通過一種自上而下的製造方法來實現的,在這種方法中,一個大尺寸的預製件被熱拉入一個功能齊全的儲能光纖中。預成型體由五部分組成:熱可逆多孔電極和電解質凝膠;導電聚合物和銅微絲集電器;以及一個密封的包層。這一過程產生了100米連續功能超級電容器纖維,比以往任何報告都長一個數量級。
  • Joule高被引文章大匯總:綜述、電池、電催化、超級電容器
    其官網介紹的期刊主題涵蓋了能源研究的各個方面,從基礎實驗室研究到能源轉換和存儲,再到全球範圍內的有效分析。其研究領域包括但不限於:電池與超級電容器、生物燃料與生物技術、碳捕集與存儲、能源獲取,安全性和行為分析、能源政策與經濟學、燃料電池等整個能源領域內的前沿研究成果。
  • 2020年《Joule》封面大鑑賞!你不該詳讀嗎?
    Joule作為Cell Press旗下的旗艦期刊,創刊於2017年,與Cell雜誌為姊妹刊,其文章涵蓋了能源研究各個方面的前沿成果。Joule的影響力不容小覷,第一個影響因子高達27.054。接下來我們就一起來欣賞一下2020年Joule期刊的封面。
  • 能源周報:Nature、Nat. Mater.、Nat. Nanotechnol.等大合集
    原文連結:https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.07.0034. Adv.Energ.Mater.:使用周圍空氣中的快速近紅外加熱技術,向所有全槽模製的高效大面積鈣鈦礦型太陽能電池供電
  • 精選AEM/AFM/AM等8篇丨近期能源儲存與轉化頂刊大盤點
    中科院大連化物所李先鋒研究院在能源-環境材料頂級期刊Energy & Environmental Science上發表文章,通過在MnO2構建固液界面(使用醋酸錳,Mn(Ac)2),實現了Zn-Mn電池穩定、可逆的兩電子電化學反應。得益於醋酸根Ac的強絡合效應,Mn離子可直接在電極上沉積而形成MnO2,這與其他錳鹽(如硫酸錳或氯化錳)是不同的。
  • Joule:CO2制醇,該怎麼做?
    由空氣,水和陽光生產可再生醇提供了一種利用捕獲的二氧化碳生產基本化學品並將可再生能源存儲在液體燃料化學鍵中的途徑。在直接利用CO2的技術中,CO2電解以及將CO2加氫與H2O電解相結合的技術,其優點是,僅需將CO2,H2O和可再生電力作為輸入,而O2是唯一的副產品。
  • 催化周報:Nature子刊、Angew.、AM等大合集
    表面滲透二元氧化物的酸度用於描述混合導電氧化物中氧交換動力學在許多能源和燃料轉換技術中:封閉和開放電化學系統的水電解槽使用可再生能源驅動的低溫水電解槽生產綠色氫氣儘管水的熱力學向極性更強的酮移動,但與HYD相比,其促進HDO的作用要大得多,這是因為水在降低活化自由能方面具有雙重催化作用-(i)它可動員部分飽和愈創木酚的羥基質子(Brønsted酸),並與Ru金屬表面(鹼)協同作用,破壞C–O鍵並穩定所得的陽離子碳環片段,並且(ii)水層使帶電的[Ru(s)–(C6H5O–)··(H+)··OCH3]†過渡態。
  • 能源周報:Nature子刊、JACS、Angew等大合集
    詳細的研究表明,由於Y6的過度聚集,在基於Y6的混合膜中出現了非常大的疇,這導致了從Y6到PM6的低效率空穴轉移並增強了非輻射重組。相反,基於DTY6的薄膜顯示出更合理的疇尺寸,從而確保了從DTY6到PM6的有效空穴轉移和低非輻射複合。根據這些結果,2)通過刮塗法製備了基於PM6:DTY6的不透明和半透明的模塊器件,並獲得了14.4%和11.6%的優異PCE。
  • ...電池研究方面取得系列重要進展並受邀在國際知名能源期刊Joule...
    新聞網訊 4月20日,我校郭向欣教授研究團隊受到國際知名能源期刊Joule的邀請,對怎樣構建實用型的石榴石型固態鋰電池做了前沿展望,發表了題為「Solid Garnet Batteries」的文章(DOI 10.1016/j.joule.2019.03.019),該期刊預期影響因子為20分以上
  • 最新Joule:崔屹、楊培東、黃雲輝、朱嘉、黃勁松、李泓等大牛成果...
    Close-Packed Nanowire-Bacteria Hybrids for Efficient Solar-Driven CO2Fixation,https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.03.001 02 李泓等:金屬鋰與鋰固體電解質的熱穩定性
  • 能源周報:Nature、Nat. Energy等大合集
    三維骨架電極的高比表面積和大孔體積有利於降低局部(有效)電流密度和抑制儲鋰過程中體積的變化。然而,骨架電極頂部的不均勻鍍鋰(頂部生長)還有待解決。在此,本文提出了一種基於界面生長動力學的抑制界面生長的界面動力學模型。理論模擬表明,即使沒有對多孔結構進行嚴格的優化,IAG設計也能促進Li自下而上的生長,這一點在模型體系結構中得到了實驗驗證。
  • 能源周報:Science、Nat. Energy等大合集
    然而,鋰硒電池由於硒與鋰的反應活性低,體積變化大,聚硒化物的穿梭效應導致容量快速衰減,阻礙了鋰硒電池的實際開發。最近,單原子催化劑因其獨特的電子和結構特性,最大的原子利用效率以及出色的催化性能而在電化學能量轉換和存儲方面引起了廣泛的關注。在這項工作中,研究者開發了一種合成鈷單原子/氮摻雜的空心多孔碳(CoSA-HC)的簡便方法。
  • 催化周報:Science、JACS、Angew、AM等大合集
    這些亞5nm顆粒具有均相催化劑的大催化表面和電子/光學可調性,以及多相催化劑易於分離和表面模板效應。它們的光學和電學性質、小的單重態三重態能量分裂、窄的發射線寬和高的光穩定性增強了它們作為三重態光敏劑的性能。