由于溶液電池具有優異的安全性,因此人們對于溶液能源存儲器件逐漸變得更加關注,但是在溶液能源在存儲體系,OER等主要的界面副反應導致嚴重的自發放電問題,這損害溶液電池的電壓和容量。
有鑒于此,南京理工大學夏暉教授、翟騰等報道在過渡金屬化合物(TMCs)表面構筑一層氰基鐵“皮膚”,這種皮膚具有Fe-C≡N端基,能夠形成含有N-O和N-H化學鍵的新型反應路徑。
本文要點:
(1)
這種新型反應路徑具有顯著的反應能壘,因此有效的屏蔽H2O和OH參與OER活性位點。比如,以NiO為例,氰基鐵化合物“皮膚”能夠阻礙不想發生的充電態電極的掛擋階段(idling process)的NiOOH至Ni(OH)2相變,因此在完全充電的電極在掛擋一周之后,電壓仍然保留80.0 %。
(2)
此外,這種氰基鐵化合物“皮膚”概念具有廣泛的應用前景,包括一系列TMCs材料,比如氧化錳、氧化釩、氧化鎳鈷。這項研究發展展示了氰基鐵化合物“皮膚”設計策略是用途廣泛的能夠阻礙H2O導致溶液電化學器件的有害相變。
參考文獻
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