劉萬強教授課題組在可充水系鋅-有機電池中的氫鍵效應(yīng)研究方面取得新突破
近日，材料科學(xué)與工程學(xué)院劉萬強教授課題組與中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所張新波、黃崗研究員課題組合作，在揭示可充水系鋅-有機電池中的氫鍵效應(yīng)研究方面取得新突破，并在國際頂級化學(xué)期刊《Angewandte Chemie-International Edition》（中科院1區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為“Revealing Hydrogen Bond Effect in Rechargeable Aqueous Zinc Organic Batteries”的研究性文章，材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生郭俊為該論文第一作者，劉萬強教授為第一通訊作者。
鋅-有機電池由于良好的資源可持續(xù)性及安全性，在多種存儲系統(tǒng)中引起了越來越多的研究興趣。然而，由于水系電池中的氫鍵作用在氧化還原過程中難以表征，其對儲能性能的影響還未得到充分揭示。因此，通過一系列小分子氫鍵模型探究氫鍵強度對儲能性能的影響是進一步了解氫鍵效應(yīng)的一種有效策略。
研究過程中，劉萬強課題組以苯醌為基礎(chǔ)骨架通過連續(xù)的官能團修飾合成了一系列具備相同活性位點數(shù)量及位置、不同氫鍵作用的小分子化合物，通過對一系列材料的電化學(xué)性能測試，證明了氫鍵變化對材料儲能性能的影響，根據(jù)FTIR和Raman證明材料的儲能機制，并結(jié)合DFT計算證明儲能過程的結(jié)構(gòu)變化，最后組裝成了可空氣充電模型，利用氧氣對放電狀態(tài)材料的氧化對電池進行充電，充分發(fā)揮了有機電池資源可持續(xù)的特點。
目前，此項目得到了吉林省科技廳自然科學(xué)基金面上項目、重慶市科技局自然科學(xué)基金面上項目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202406465
（供稿：材料科學(xué)與工程學(xué)院 撰稿：劉萬強 審核：蔣大勇 編輯：周南）
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