Key points are not available for this paper at this time.
Die Herstellung fortschrittlicher Festkörperelektrolyte (SSEs) für flexible wiederaufladbare Batterien gewinnt zunehmend an Bedeutung, bleibt jedoch eine große Herausforderung. Die komplexe Struktur der robusten Tierdermis und die gute Wasserretention von Pflanzenzellen in der Natur bieten relevante Inspirationen für das Design von Hochleistungssuperkondensatoren. Hier werden robuste bioinspirierte SSEs mit intrinsischer Hydroxidion (OH-) Leitung durch die in situ Bildung eines OH--leitenden Ionomernetzwerks innerhalb eines hohlen polymeren Mikrokapsel-verzierten Hydrogel-Polymernetzwerks aufgebaut. Aufgrund des bioinspirierten Designs und der dynamischen dualen Durchdringungsnetzstruktur erlangen die bioinspirierte SSEs gleichzeitig mechanische Robustheit mit 1800 % Dehnbarkeit, gute Wasseraufnahme von 107 g g-1 und Wasserretention sowie eine extrem hohe Ionenkonduktivität von 215 mS cm-1. Die Nanostruktur des bioinspirierten SSE und der zugehörige Ionentransportmechanismus werden durch molekulare Dynamik-Simulation aufgedeckt und visualisiert, wobei zahlreiche kompakte und superschnelle Ionentransportkanäle entstehen, die zur extrem hohen Ionenkonduktivität beitragen. Infolgedessen weisen die flexiblen Festkörper-Zink-Luft-Batterien, die mit bioinspirierten SSEs zusammengesetzt sind, eine hohe Leistungsdichte von 148 mW cm-2, eine spezifische Kapazität von 758 mAh g-1 und eine ultra-lange Zyklusstabilität von 320 h sowie herausragende Flexibilität auf. Die bioinspirierte Methodik und tiefgreifende Einsicht in den Ionentransportmechanismus werden Licht auf das Design fortschrittlicher SSEs für flexible Energieumwandlungs- und Speichersysteme werfen.
Dou et al. (Die,) haben diese Frage untersucht.