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水基銅基電池具有許多良好的性能，因此受到了廣泛的關注，但由于銅負極的高電位(0.34V比標準氫電極)，其工作電壓較低，限制了其應用。

在這里，深圳大學Zhuoxin Liu，南方科技大學Hongfei Li，香港城市大學支春義教授提出了一種協調策略，以降低水基銅基電池的本征負極氧化還原電位，從而提高其工作電壓。

文章要點

1）研究人員通過Cl?離子對電解液進行裁剪來建立適當的配位環境來實現的。當與氯配位時，電解液中的中間Cu²⁺離子被成功地穩定下來，電化學過程解耦為Cu²⁺/Cu²⁺和Cu²⁺/Cu⁰兩個獨立的氧化還原反應，Cu²⁺/Cu⁰的氧化還原電位比Cu²⁺/Cu⁰低約0.3V。

2）與水的配位相比，與氯的配位也導致了更高的銅利用率、更快的氧化還原動力學和更好的循環穩定性。利用正極上的Cl^-/Cl⁰氧化還原反應制成的水基銅氯電池，放電電壓高達1.3V，10,000次循環后仍保持初始容量的77.4%。

這項工作可能會為提高水基銅電池的電壓和能量開辟一條途徑。

參考文獻

Zhang, X., Wei, H., Li, S. et al. Manipulating coordination environment for a high-voltage aqueous copper-chlorine battery. Nat Commun 14, 6738 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-42549-z

https://doi.org/10.1038/s41467-023-42549-z