Hydrerede eutektiske elektrolytter hjælper med at forbedre ydeevnen af ​​vandige zinkbatterier

Zink (Zn) batterier har tiltrukket sig større opmærksomhed på grund af deres store volumetriske kapacitet, deres overflod på jorden, og miljøvenlighed. Zn-batterier giver en lovende løsning på sikkerhedsrisici og økonomiske udfordringer, der står over for de gældende Li-ion-batterier.

Imidlertid, de aktuelt tilgængelige vandige Zn -elektrolytter er langt fra ideelle. Vandige Zn -batterier kæmper med hurtig ydelsesforringelse som følge af den dårlige reversibilitet af Zn -anoder og opløsningen af ​​katoder. Et forskerhold ledet af prof. Cui Guanglei fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) fra det kinesiske videnskabsakademi har foreslået en ny klasse af vandige elektrolytter kaldet hydratiserede eutektiske elektrolytter for at sikre bedre ydelse af vandige Zn -batterier. Undersøgelsen vil blive offentliggjort i tidsskriftet Joule den 1. juli.

Den nye vandige elektrolyt blev fremstillet ved at koble et hydreret Zn -salt (Zn (ClO ₄ ) ₂ · 6H ₂ O) udelukkende med en neutral ligand (succinonitril, SN).

"De vandkationiske Zn -arter og de tilsvarende vandmolekylers koordineringstilstande er reorganiseret. SN kommer ind i den primære solvationsskal af Zn ²⁺ , mens alle vandmolekyler bidrager til dannelsen af ​​den eutektiske struktur og forbliver bundet i metalkoordinationssfæren, "sagde Dr. Zhao Jingwen fra QIBEBT, co-tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Derfor var de elektrokemiske adfærd for de hydratiserede eutektiske elektrolytter forskellig fra traditionelle vandige elektrolytter. Hydrerede eutektiske elektrolytter var yderst velegnede til de Zn-organiske batterier fra både anode- og katodeaspekter.

"Det vides, at perchloratanionerne er reaktive og modtagelige for nedbrydning i vandige opløsninger, "Sagde Cui." Dog, på grund af den undertrykte Zn ²⁺ -H ₂ O samspil, den almindeligt accepterede ikke -ideelle perchloratanion kan stabiliseres i det eutektiske netværk. "

Ejer de rige intermolekylære interaktioner i de hydratiserede eutektiske elektrolytter, stabil lavtemperaturdrift selv ved -20 ° C blev også opnået.

Undersøgelsen tilbyder en enkel og lovende måde at tæmme den multivalente elektrolytstruktur mod at skabe genopladelige vandige batterier med lang levetid.