由于溶液电池具有优异的安全性,因此人们对于溶液能源存储器件逐渐变得更加关注,但是在溶液能源在存储体系,OER等主要的界面副反应导致严重的自发放电问题,这损害溶液电池的电压和容量。
有鉴于此,南京理工大学夏晖教授、翟腾等报道在过渡金属化合物(TMCs)表面构筑一层氰基铁“皮肤”,这种皮肤具有Fe-C≡N端基,能够形成含有N-O和N-H化学键的新型反应路径。
本文要点:
(1)
这种新型反应路径具有显著的反应能垒,因此有效的屏蔽H2O和OH参与OER活性位点。比如,以NiO为例,氰基铁化合物“皮肤”能够阻碍不想发生的充电态电极的挂挡阶段(idling process)的NiOOH至Ni(OH)2相变,因此在完全充电的电极在挂挡一周之后,电压仍然保留80.0 %。
(2)
此外,这种氰基铁化合物“皮肤”概念具有广泛的应用前景,包括一系列TMCs材料,比如氧化锰、氧化钒、氧化镍钴。这项研究发展展示了氰基铁化合物“皮肤”设计策略是用途广泛的能够阻碍H2O导致溶液电化学器件的有害相变。
参考文献
Jin Li, Shuo Sun, Hao Huang, Teng Zhai*, Yanchen Liu, Minghui Gu, Hongye Yang, Mingqing Sun, Tianyi Kou, Shuang Li, and Hui Xia*, Ferrocyanide “Skin”-Mediated Anticatalysis: Mitigating Self-Discharge in Aqueous Electrochemical Devices, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c16996
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16996