锌(Zn)因其安全性、无毒性和成本效益而成为水基储能设备的理想阳极。然而,锌阳极的可逆性受到不受控制的枝晶增殖和寄生副反应的限制。为了最大限度地减少这些不利影响,我们在锌阳极上原位合成了一层高度取向、结晶的二维多孔氟化共价有机框架(称为 TpBD-2F)薄膜作为保护层。亲锌疏水的TpBD-2F提供了大量一维含氟纳米通道,可促进Zn2+ 的跳跃/转移并阻止H2O的渗入,从而调节Zn2+通量并抑制界面腐蚀。由此产生的 TpBD-2F保护膜能在2 mA cm-2 的条件下,在对称电池中稳定电镀/剥离超过1200 小时。此外,组装好的完整电池(锌离子电容器)在5 A g-1 的电流密度下可实现超过100 000 次的超长循环寿命,几乎优于所有已报道的多孔晶体材料。
图文简介
TpBD-2F膜的设计理念:阐明氟化纳米通道的合成过程及其在指导快速、均匀、可逆的Zn2+电镀/剥离过程中的作用。
TpBD-2F薄膜的性质和结构表征
离子传输行为和去溶剂化效应的研究
HER和防腐蚀性能的表征
非对称、对称和全电池的电化学性能
论文信息
通讯作者: Aliaksandr S. Bandarenka, Mian Zahid Hussain, Roland A. Fischer
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