水系可充電Zn||MnO2電池已被廣泛研究,但其電化學反應機制,特別是Mn2+/MnO2溶解/沉積和Zn2+/H+嵌入化學過程,仍未完全闡明。鑒于此,吉林大學Shenghan Wang等構建了Zn||MnO2電池體系,通過變量分離法巧妙調控電池組分變化。實驗結果排除了Zn2+/H+嵌入化學的可能性,并有力證實了溶解/沉積機制的主導地位。
本文要點:
(1)該研究確認爭議性雙放電平臺的化學本質是溶解反應,由不同質子濃度和鋅離子水解決定:放電平臺I是電解液中過量H+主導的MnO2溶解過程,而放電平臺II是當質子濃度降低至Zn(OH)2生成點時,Zn2+水解釋放質子形成的平穩放電平臺。
(2)這項工作深化了對Zn||MnO2溶解/沉積機制的理解,為錳基水系電池的實際應用鋪平了道路,同時為研究電化學反應機制提供了系統方法。
Dongxu Guo, Jie Sun, Chen Wang, Haijia Quan, Hongdi Lu, Yingjin Wei, Chenglin Sun, Shenghan Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202505102.
https://doi.org/10.1002/anie.202505102