Chimie des liants Janus pour l'amélioration synchrone de l'adsorption des espèces d'iode et de la cinétique redox vers des batteries aquatiques durables Zn–I2

Actuellement, l'accent de recherche souhaité dans l'innovation des techniques de stockage d'énergie a progressivement été déplacé vers des batteries aquatiques de nouvelle génération offrant à la fois haute performance et durabilité. Cependant, les batteries aquatiques Zn–I2 sont jugées avoir un grand potentiel de durabilité, grâce aux mérites de leur nature économique et écologique. Toutefois, leur application commerciale est entravée par le grave effet de navette des polyiodures pendant les opérations réversibles. Dans ce travail, un liant fonctionnel Janus basé sur des molécules de chitosane (CTS) a été conçu et préparé ; les groupes terminaux polaires confèrent à ces liants hybrides une excellente robustesse mécanique ; simultanément, ils peuvent également fournir une amélioration isochrone de l'adsorption physique et de la cinétique redox vis-à-vis des espèces d'I2. Grâce à une remise très efficace à l'effet de navette, la cellule CTS présente des capacités de stockage électrochimique superbement élevées avec une robustesse à long terme, spécifiquement de 144,1 mAh g–1, à une densité de courant de 0,2 mA g–1 après 1500 cycles. Parallèlement, le problème d'auto-décharge indésirable peut également être bien résolu ; l'efficacité coulombique peut rester à 98,8 % après un repos de 24 h. Plus important encore, les molécules de CTS confèrent de bonnes propriétés de biodégradabilité et de réutilisabilité ; après le rechargement des espèces d'iode, les dispositifs recyclés peuvent également fournir des capacités spécifiques de 73,3 mAh g–1, au-delà de 1000 cycles. Ce liant Janus offre une solution synchrone potentielle pour réaliser une performance globale élevée avec une forte utilisation de l’iode et rendre possible des batteries Zn–I2 durables.