Nova estratégia para cátodos de alto desempenho em baterias aquosas de íon de zinco
Os comportamentos de transformação de fase induzidos eletroquimicamente do V6 O13 cátodo. Crédito:Mo Li'e Uma nova estratégia foi proposta no campo das baterias aquosas de íons de zinco para ajudar a aumentar a capacidade dos cátodos, tornando-os mais eficientes, de acordo com um estudo recente publicado na ACS Nano .
"Convertemos vanádio de baixa valência em vanádio de alta valência em óxidos usando um método eletroquímico", disse o professor HU Linhua, do Instituto Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências, que liderou a equipe.
As baterias aquosas de íon-zinco (AZIBs) são uma tecnologia promissora para armazenamento estacionário de energia em grande escala. Para tornar esta tecnologia mais viável para uso comercial, os pesquisadores desenvolveram materiais catódicos inovadores para melhorar o desempenho. Os óxidos de vanádio (VOx) têm sido amplamente considerados uma opção favorável para AZIBs. No entanto, sua baixa condutividade eletrônica e Zn2 lento
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a cinética de difusão colocou desafios na demonstração da dominância do VOx.
Neste estudo, os pesquisadores construíram uma transição de fase induzida eletroquimicamente in situ para obter materiais catódicos aquosos de íons de zinco de alto desempenho.
Eles usaram um processo especial para alterar a estrutura de um material chamado V6 O13 para V5 O12 ·
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H2 Ó quando foi carregado pela primeira vez. Essa mudança tornou o material melhor condutor de eletricidade e permitiu que os íons de zinco se movessem com mais facilidade, aumentando sua capacidade de armazenar energia. Comparação da estrutura da banda, gap de energia, densidade de estados e barreira de energia de difusão em V6 O13 e V5 O12 ·
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H2 O. Crédito:MO Li'e O material modificado também tinha espaços que facilitavam a movimentação das partículas e permanecia estável durante muitos ciclos de carregamento. Como resultado, o novo material pôde ser carregado muito rapidamente, tinha uma alta capacidade de armazenamento de energia, teve um bom desempenho em altas taxas de carregamento e durou muito tempo sem perder a capacidade de armazenar energia.
Este novo método fornece uma nova direção para resolver os desafios no desenvolvimento de cátodos de alto desempenho para AZIBs, de acordo com a equipe.
Mais informações: Li'e Mo et al, Transformação de fase induzida eletroquimicamente em óxido de vanádio aumenta a intercalação de íons Zn, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c11217 Informações do diário: ACS Nano
