Key points are not available for this paper at this time.
• لقد أبلغنا أولاً عن السوائل الأيونية في الطبقات البينية لمادة كاثود V2O5 لبطاريات أيونات الزنك المائية. • السائل الأيوني بين طبقات V2O5 حسّن توزيع الشحنة بين الطبقات وزاد من المسافة بين الطبقات. • نستخدم مطيافية في المكان للتحقق من الاستجابة الديناميكية للسوائل الأيونية أثناء الشحن والتفريغ. • إدخال السوائل الأيونية يعدل مسار هجرة Zn2+، مما يزيد من القنوات ويخفض حاجز الطاقة. • يمكن أن تُدور كريات 0.4Bmim+-V2O5 || Zn للبطاريات الكاملة بثبات لمدة 160 دورة عند 50 مللي أمبير/جرام، مع كثافة طاقة تصل إلى 310 واط ساعة/كيلوجرام. بسبب سلامتها العالية وتكلفتها المنخفضة، من المتوقع أن تكون بطاريات الزنك الأيونية (ZIBs) تقنية واعدة لتخزين الطاقة من الجيل التالي. إن استغلال مواد الكاثود ذات السعة العالية والثبات مهم للغاية لتطوير ZIBs المائية. ومع ذلك، على الرغم من سعتها النظرية العالية، تعاني V2O5 التجارية من عدم الاستقرار الهيكلي أثناء الشحن والتفريغ، وتحد القوى الكهروستاتيكية العالية بشدة من انتشار Zn2+. هنا، تم تصميم آلية نقل ديناميكي جديدة لـ Zn2+ عن طريق إدخال كاتيونات عضوية (C8H15N2+) من السوائل الأيونية في الطبقات البينية لـ V2O5. تعزز التفاعلات الكهروستاتيكية بين C8H15N2+ وطبقات V-O استقرار الهيكل للطبقات وتزيد من المسافة بين الطبقات. في الوقت نفسه، تقلل C8H15N2+ بين طبقات V-O من حاجز طاقة الانتشار لـ Zn2+ وتمكن من النقل الديناميكي السريع لـ Zn2+. تُعزز معامل الانتشار بترتيب من حيث الحجم. يظهر كاثود V2O5 المُحسّن سعة عالية تبلغ 268 مللي أمبير ساعة/جرام عند 100 مللي أمبير/جرام واستقرار ممتاز في الدوران (أكثر من 500 دورة عند 200 مللي أمبير/جرام مع كفاءة كولومبية تقارب 100%). تقدم البطاريات المصنوعة يدويًا كثافة طاقة عالية تبلغ 310 واط ساعة/كيلوجرام. تفتح هذه الفكرة المثيرة اتجاه بحث جديد لبطاريات ثانوية عالية الطاقة.
دراسة سو وآخرون (الأربعاء) هذا السؤال.