Ostwald ripening mechanism-derived MnOOH induces lattice oxygen escape for efficient aqueous MnO2–Zn batteries

文献情報

出版日 2023-10-24
DOI 10.1039/D3TA05364D
インパクトファクター 12.732
著者

Chenchen Qin, Chi Chen, Chuankun Zhang, Xin Chen, Yi Gan, Jingying Li, Jia Yao, Xin Liu, Junyan Cheng, Dan Sun


原文を見る

要旨

Aqueous rechargeable MnO2–Zn batteries have attracted much attention in recent years due to their high security, low cost and environmentally friendly nature. Nevertheless, the practical application of MnO2 cathode materials is limited by the slow reaction kinetics during cycling and the poor cycle life caused by the disproportionation reaction of Mn. Here, we innovatively prepared MnOOH intermediates via the Ostwald ripening mechanism, followed by thermal treatment to induce lattice oxygen escape to finally obtain oxygen-defect-rich β-MnO2(Od) nanorods. First-principles calculations have shown that the oxygen defects can serve as p-type dopants to yield better electrical conductivity and enhance the adsorption capability of β-MnO2 for protons. The tested Zn//β-MnO2(Od) batteries demonstrated an impressive specific capacity of 330.9 mA h g−1 at 100 mA g−1. After 800 charge–discharge cycles at 1 A g−1, they maintained a capacity of 171 mA h g−1 with a capacity retention rate of 88.9%. This work offers fascinating prospects for the creation of MnO2 with oxygen-defects and provides distinct insights towards achieving high efficiency, more productive aqueous zinc ion batteries.

関連文献

Nano-design of quantum dot-based photocatalysts for hydrogen generation using advanced surface molecular chemistry

Dalal Noureldine, Tayirjan Isimjan, Bin Lin, Silvano Del Gobbo, Mutalifu Abulikemu, Mohamed Nejib Hedhili, Dalaver H. Anjum, Kazuhiro Takanabe

2014-11-12 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04365K

Effects of 3d transition-metal doping on electronic and magnetic properties of MoS2 nanoribbons

Xiaoqing Tian, Lin Liu, Yu Du, Juan Gu, Jian-bin Xu, Boris I. Yakobson

2014-11-26 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04579C

Dirac fermions in silicene on Pb(111) surface

Agata Podsiadły-Paszkowska, Mariusz Krawiec

2014-12-01 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05104A

Growth of axial nested P–N heterojunction nanowires for high performance diodes

Nan Chen, Zheng Xue, Hui Yang, Zhou Zhang, Juan Gao, Yongjun Li, Huibiao Liu

2014-11-25 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04397A

Illuminating surface atoms in nanoclusters by differential X-ray absorption spectroscopy

Charles S. Spanjers, Thomas P. Senftle, Adri C. T. van Duin, Michael J. Janik, Anatoly I. Frenkel, Robert M. Rioux

2014-07-16 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02146K

Magnetic and geometric anisotropy in particle-crosslinked ferrohydrogels

Lisa Roeder, Philipp Bender, Matthias Kundt, Andreas Tschöpe, Annette M. Schmidt

2014-11-17 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04493B

Stability and spinodal decomposition of the solid-solution phase in the ruthenium–cerium–oxide electro-catalyst

Yanmei Li, Xin Wang, Yanqun Shao, Bo Wu, Zhongzhi Tang, Wei Lin

2014-10-29 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04131C

Elucidating the effect of copper as a redox additive and dopant on the performance of a PANI based supercapacitor

Kavita Pandey, Pankaj Yadav, Indrajit Mukhopadhyay

2014-11-07 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04321A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

1-{3-[5-(エチルカルボンイル)-2,4-ジメチル-1H-ピロロール-3-基]プロパニル}ピペリジン-4-カルボン酸について、適用される法規ガイドラインは何ですか?

この化合物はCAS番号1142209-81-1であり、GHS分類では corrosive (腐食性物質) と classified (分類物質) として指定され...

1142209-81-11-{3-[5-(Ethoxycarbo...
化合物よくある質問

2,2-二氟-1,3-ベンゾジオキサン-5-カルボキシlic酸とは何ですか?

2,2-二氟-1,3-ベンゾジオキサン-5-カルボキシlic酸は、CAS番号656-46-2の化合物で、化学式はC8H4F2O4です。この化合物は白色の結晶性粉...

656-46-22,2-Difluoro-1,3-ben...
化合物よくある質問

8-氯-4-色原酮の代替品はありますか?

8-氯-4-色原酮(CAS番号: 49701-11-3)の代替品には、他の色原酮類似物や、構造が似ている化合物があります。例えば、8-メチル-4-色原酮や、他の...

49701-11-38-Chloro-2,3-dihydro...
化合物よくある質問

エチル6,6-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-インドアゼー-3-カルボキシレートとは何ですか?

エチル6,6-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-インドアゼー-3-カルボキシレートは、CAS番号1233243-56-5を有する化合物です。これは有...

1233243-56-5Ethyl 6,6-dimethyl-4...
化合物よくある質問

4-叔丁基-6-氯-嘧啶に適用される法規ガイドラインは何ですか?

4-叔丁基-6-氯-嘧啶はCAS番号3435-24-3で、GHS分類では毒性物質とみなし、GHSの危険性分類が適用されます。REACH規則では登録が必要で、Eu...

3435-24-34-Tert-butyl-6-chlor...
化合物よくある質問

維库溴铵杂质Bはどのように合成されますか?

維库溴铵杂质Bは、アンドロステンデンから始まり、一連の合成反応、包括的な選択性と高い収率で合成されます。具体的には、ブロミド化、酸化、ジマーゼ反応、アミド化など...

50587-95-6(2beta,3alpha,5alpha...
化合物よくある質問

2-(4-氟苄基)-吡咯烷の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号350017-04-8の2-(4-氟苄基)-吡咯烷は、結晶性の白色粉末です。分子量は199.17 g/molで、水に溶けにくいです。化学反応では比較的...

350017-04-82-(4-Fluorobenzyl)py...
化合物よくある質問

3-喹啉甲醛(2-チロール-8-エチル)は安全ですか?

3-喹啉甲醛(2-チロール-8-エチル)は一定の毒性を持つため、取扱には注意が必要です。使用する際は適切な防護具を着用し、密閉容器で保管・搬送し、直接的な接触を...

335196-05-92-Chloro-8-ethyl-3-q...
化合物よくある質問

エチル3-(ヒドロキシメチル)-1H-ピロール-2-カルボキシレートはどのように保存すればよいですか?

エチル3-(ヒドロキシメチル)-1H-ピロール-2-カルボキシレートは、室温(25℃)以下で保存し、直射日光を避け、乾燥した環境で保管することが推奨されます。ま...

75448-69-0Ethyl 3-(hydroxymeth...
化合物よくある質問

哌拉西林杂质Dは安全ですか?

哌拉西林杂质Dは安全性が確認されていません。使用または取り扱いには注意が必要で、適切な個人防護具を使用し、直接的な接触を避けることが推奨されます。

119410-05-88-Chloro-11-(4-piper...

掲載誌

Journal of Materials Chemistry A

Journal of Materials Chemistry A
CiteScore: 19.5
自己引用率: 4.7%
年間論文数: 2211

Journal of Materials Chemistry A, B & C cover high quality studies across all fields of materials chemistry. The journals focus on those theoretical or experimental studies that report new understanding, applications, properties and synthesis of materials. The journals have a strong history of publishing quality reports of interest to interdisciplinary communities and providing an efficient and rigorous service through peer review and publication. The journals are led by an international team of Editors-in-Chief and Associate Editors who are all active researchers in their fields. Journal of Materials Chemistry A, B & C are separated by the intended application of the material studied. Broadly, applications in energy and sustainability are of interest to Journal of Materials Chemistry A, applications in biology and medicine are of interest to Journal of Materials Chemistry B, and applications in optical, magnetic and electronic devices are of interest to Journal of Materials Chemistry C. More than one Journal of Materials Chemistry journal may be suitable for certain fields and researchers are encouraged to submit their paper to the journal that they feel best fits for their particular article. Example topic areas within the scope of Journal of Materials Chemistry A are listed below. This list is neither exhaustive nor exclusive. Artificial photosynthesis Batteries Carbon dioxide conversion Catalysis Fuel cells Gas capture/separation/storage Green/sustainable materials Hydrogen generation Hydrogen storage Photocatalysis Photovoltaics Self-cleaning materials Self-healing materials Sensors Supercapacitors Thermoelectrics Water splitting Water treatment

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。