设计具有短充电时间和高充电容量的电化学储能材料是一项长期的挑战。其根本的困难在于将高密度的氧化还原偶结合到能够有效传导离子和电子的稳定材料中。近日,麻省理工学院Mircea Dincă报道了氢键稠合芳烃中的高速率、高容量电化学储能。
本文要点:
1) 作者报道了所有有机的稠合芳香族材料,其储存容量高达310 mAh g−1,充电时间短至33 s。而这种性能源于丰富的醌/亚胺官能团,这些官能团修饰了延伸的芳香主链,充当氧化还原活性位点。
2) 此外,这些官能团还能参与形成氢键,从而在循环时具有稳定的离域高速储能性能。而扩展的共轭和氢键辅助体电荷存储与传统无机电极的表面受限或依赖水合的行为形成鲜明的对比。
Tianyang Chen et.al High-rate, high-capacity electrochemical energy storage in hydrogen-bonded fused aromatics Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.03.011
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.03.011