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Zusammenfassung Wässrige Zn‐MnO2‐Batterien mit mildem Elektrolyten zeigen großes Potenzial für Anwendungen in der großflächigen Energiespeicherung (LSES) aufgrund ihrer hohen Sicherheit und niedrigen Kosten. Allerdings ist der Strukturzusammenbruch von Manganoxiden beim Radfahren, verursacht durch den Umwandlungsmechanismus (z. B. von Tunnel- zu Schichtstrukturen für α‐, β‐ und γ‐Phasen), eines der dringendsten Probleme, das ihre praktischen Anwendungen plagt. Hierbei wurde eine strukturell robuste neuartige Phase von Manganoxid MnO2 H0.16 (H2O)0.27 (MON) mit einer Dicke von ≈2,5 nm entworfen und synthetisiert, die als vielversprechendes Kathodenmaterial dient, bei dem eine Nanosheet-Struktur mit einem neuartigen H+/Zn2+-synergistischen Interkalationsmechanismus kombiniert wird und nachgewiesen ist. Infolgedessen wird eine hochleistungsfähige Zn/MON-Zelle erreicht, die eine hohe Energiedichte von ≈228,5 Wh kg−1, beeindruckende Zyklizität mit einer Kapazitätsrückhaltung von 96 % bei 0,5 C nach 300 Zyklen sowie eine Leistungsfähigkeit von 115,1 mAh g−1 bei einer Stromrate von 10 C aufweist. Nach dem derzeit besten Wissen wird dieser H+/Zn2+-synergistische Interkalationsmechanismus erstmals in einem wässrigen Batteriesystem berichtet, was eine neue Möglichkeit für die Entwicklung hochleistungsfähiger wässriger Zn-Ionen-Batterien für LSES eröffnet.
Zhao et al. (2019) haben diese Frage untersucht.