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?同濟劉明賢AFM：400000次循環后容量保持96.8%，超長壽命鋅離子存儲！

高親鋅和穩定的碳支架的定制納米架構對于具有雙高超電容活性和耐久性的鋅離子存儲來說至關重要，但仍然具有挑戰性。

同濟大學劉明賢等報告了一種路易斯對相互作用引導的自組裝策略，以設計激活鋅存儲點的碳超結構。

圖1. 碳超結構的形成過程及形貌表征

具體而言，通過氯化鐵（FeCl₃，路易斯酸）和對苯二甲醇（PDM，路易斯堿）之間的相互作用，通過H-鍵和π-π堆疊可定制聚合物超結構。該聚合物的上層結構是穩定的，并且可以方便地進行碳化，以獲得具有良好繼承幾何形狀的高孔隙碳。該碳超結構具有納米觸手交織的多孔模塊和堅固的網絡，可提供高效的親鋅活性位點和大量的主客體交互界面，以用于激活卓越的電容電荷存儲。

圖2. 熱解后獲得的碳超結構的結構表征

因此，制備的鋅離子雜化電容器（ZHCs）收獲了電化學指標的全面改善，包括優異的倍率能力（100 A g^-1）、高能量密度（161.2 Wh kg^-1，基于正極）和持久的穩定性（400000次循環后96.8%的容量保持率）。

實驗表征和理論模擬的結合將異常高能量存儲的根源確定為在親鋅位點交替吸收相反電荷以及在超穩碳超結構中異雙原子基序與鋅離子的多電子氧化還原反應。這項工作中提出的設計策略為定制高性能的碳超結構開辟了新的機會，并突出了它們在鋅基儲能裝置中的應用前景。

圖3. 水系ZHC的電化學性能評估

Lewis Pair Interaction Self-Assembly of Carbon Superstructures Harvesting High-Energy and Ultralong-Life Zinc-Ion Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202208049

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