近日,我院黄佳佳副教授在国际顶级期刊《Advanced Science》上发表题为“A Universal Polyiodide Regulation Using Quaternization Engineering toward High Value-Added and Ultra-Stable Zinc-Iodine Batteries”的原创研究论文。我院黄佳佳副教授和比利时鲁汶大学赖飞立为共同通讯作者,硕士研究生张镭骞为第一作者,郑州大学为第一作者和通讯单位。
锌碘电池(Zn-I2)由于其本征安全性、绿色环保和低成本等优势,在大规模储能领域极具应用前景。然而,出现多碘离子的穿梭效应和较慢的反应动力学限制其实际应用。碳材料和MXene材料虽然在一定程度上可以提高锌碘电池的性能,但难以在性能和成本方面同时满足大规模储能的需求。
研究团队将自主研发的离子交换纤维引入到水系电池中,利用离子交换纤维对碘离子的静电“吸附-催化”作用,抑制多碘离子穿梭效应,提高碘离子氧化还原反应动力学,实现锌碘电池倍率性能(10 C容量保持率大于90%)和循环性能(20 C循环2000圈,容量保持率97.24%)的显著提升。而所采用的的离子交换材料商业化程度高且成本低,为其锌碘电池的大规模应用奠定基础。该项研究成果为水系电池的设计制备提供新的思路,为大规模储能提供新的器件选择。
该工作得到课题组王景涛教授的大力支持,并受国家自然科学基金的资助。
全文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202105598