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요약 에너지 저장은 에너지 시스템에 유연성을 제공하며, 따라서 풍력 및 태양광과 같은 재생 가능 에너지 자원을 전력망에 통합하는 데 핵심적입니다. 수중 Zn–MnO2 배터리는 높은 이론적 용량(616 mAh g –1)과 지각 내 성분의 풍부함 덕분에 그리드 규모의 응용에 유망한 후보입니다. 그러나 이들은 낮은 사이클성을 겪고 있으며, 이는 아마도 MnO2의 전기화학적 전환에 의해 유도된 급격한 pH 변화와 연관되어 있습니다. 이러한 pH 변화는 수산화 아연 황산염(Zn4(OH)6SO4·x H2O, (ZHS))의 침전/용해를 유trigger하며, 이는 MnO2의 전환에 영향을 미칠 수 있습니다. 여기서는 광반사법을 사용하여 MnO2 전극의 전하와 방전을 현장에서 실시간으로 이미지화하고 정량적으로 모니터링합니다. 이는 고체상 ZHS가 전하와 방전의 역학을 어떻게 지배하는지를 강조하며, 수중 Zn–MnO2 배터리에서 작용하는 메커니즘의 포괄적인 그림을 제공합니다. 만약 ZHS의 침전이 MnO2 전극의 방전을 방해할 수 있다면, 이는 충전 시 물의 경쟁 산화 발생을 지연시키는 중요한 pH 완완충제입니다.
Godeffroy et al. (Mon,)은 이 문제를 연구했습니다.