碱性水性电池以其高电压、低成本和高安全性受到人们的广泛关注。然而,碱性电解质中的金属阳极通常具有较差的稳定性和严重的副反应。在此,香港城市大学支春义开发了一组有机吩嗪衍生物,包括吩嗪(PZ)、2-羟基吩津(PZ-OH)和1,2-二羟基吩肼(PZ-2OH),并将其作为碱性电池的阳极材料。
本文要点:
1) 引入羟基可以使氧化还原电位降低0.4V,分子内氢键形成的快速离子传输通道可以显著改善氧化还原动力学。优化后的PZ-2OH||Ni(OH)2电池具有208 mAh g−1的高容量、247 Wh kg−1的高能量密度和高达9000次循环的超稳定循环性能,并且容量衰减率较低(约0.075‰/循环)。
2) 同时,作者还报道了一种碱性PZ-2OH空气电池,进一步证明了PZ-2OH在碱性条件下的适用性。该工作不仅探索了羟基取代基对电化学电势和反应动力学的影响,而且为碱性电池的稳定阳极打开了大门。
Huilin Cui et.al Tailoring hydroxyl groups of organic phenazine anode for high-performance and stable alkaline batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01212C
https://doi.org/10.1039/D3EE01212C