摘要 水系锌离子电池因其高功率密度、本质安全、低成本和环境友好等优点,近年来受到了广泛的关注。然而,其能量密度低、循环寿命短等缺点严重阻碍了其应用,这主要归因于锌枝晶、界面副反应、水分解引起的电位窗口窄等问题,而这些问题都与水系电解液中Zn 2 +的溶剂化结构密切相关。因此,本文全面总结了近年来调控Zn 2 +溶剂化结构的策略的研究进展,特别是锌盐、非水系共溶剂和功能添加剂对Zn 2 +溶剂化结构及其对水系锌离子电池电化学性能的影响。此外,本文还对具有独特溶剂化结构的水系电解液的设计和商业化所面临的挑战和可能的解决方案进行了展望。
可充电锌空气电池(ZABS)被认为是在便携式电子,电动汽车和电化学能源存储技术中最有前途的候选者之一,因为它们的高能量密度,环境友好,低成本和出色的安全性。1特殊的高能量密度归因于图1 A所示的无限氧气量,而能量仅受金属Zn(820 a H kg -1)的限制。然而,实际使用Zn-Air电池会面临几个问题,包括实际容量低,能源效率差和循环稳定性不足。一方面,Zn电极在操作过程中引起了一系列挑战,包括钝化,树突和氢的演化,这导致了较低的Zn利用率和较差的循环稳定性。另一方面,空气电极上的催化剂对氧气的电化学反应的催化活性不足,这直接导致高电势和低能效率(〜60%,排放:〜1.2 V,电荷,电荷:〜2.0 V)。2因此,最近的研究强调了两个关键领域:Zn电极的复杂工程以及用于氧还原反应(ORR)和氧气演化反应(OER)的贵族无金属双功能催化剂的发展。3尽管在小型实验室电池系统中展示了令人鼓舞的结果,但将这些进步转移到广泛的实际应用中带来了重大挑战。
摘要:锌 - 碘(Zn -i 2)电池对其高能量密度,低成本和固有安全性引起了极大的关注。然而,包括聚二维溶解和穿梭,碘迟发的氧化还原动力学和低电导率的几个挑战限制了它们的实际应用。在此,我们通过将Ni单原子(NISA)均匀分散在分层多孔碳骨架(NISAS-HPC)上,为Zn-I 2电池设计了高效的电催化剂。原位拉曼分析表明,由于Nisas具有显着的电催化活性,因此使用NISAS-HPC显着加速了可溶性聚二维(I 3 - 和I 5 - )的转化。带有NISAS-HPC/I 2阴极的结果Zn-I 2电池提供了出色的速率能力(在50 C时为121 mAh g-1)和超循环稳定性(在50 c时超过40 000个循环)。即使在11.6 mg cm -2碘以下,Zn -i 2电池仍然表现出令人印象深刻的循环稳定性,其容量保留为93.4%和141 mAh g -1,在10 c.关键字上10 000循环后,关键字:锌 - 碘化物 - 碘磁带,多二维,诸如乘坐,电气效应,电型,电动
摘要对于实现联合国可持续发展目标(SDG)至关重要,加强对国家和地区范围内土壤的特性和过程的理解至关重要。这项研究的目标是去除由于基于纳米材料的氮化硼纳米层(B 5 N 10 -NC)而导致的土壤中Cr,Mn,Fe,Zn,W,CD的过渡金属。通过材料建模描绘了被困在B 5 N 10 -NC中的有毒过渡金属的电磁和热力学属性。已经研究了B 5 N 10 -NC的Cr,Mn,Fe,Zn,W和CD捕获的行为,用于感测土壤金属阳离子。b 5 n 10 -nc是在过渡金属(Cr,Mn,Fe,Zn,W,CD)的存在中设计的。案例表征是通过DFT方法进行的。这些配合物的共价特征的性质代表了B 5 n 10 -NC中的P状态和氮之间的类似能量和视力,具有Cr,Mn,Mn,Fe,Fe,Zn,W,x↔B5 N 10 -NC Complexes的B 5 N 10 -NC。此外,核磁共振(NMR)分析表明,通过在原子检测过程中B 5 N 10 -NC中的捕获中,Cr,Mn,Fe,Zn,W和CD周围的峰值峰,从土壤中捕获和去除。但是,可以看出各向同性和各向异性张量的化学屏蔽处理中有些波动。基于这项研究的结果,b 5 n 10 -
随着对环境保护和能源需求不断增长的需求的越来越多,对可持续储能设备的研究变得越来越紧迫。1 - 4个锂离子电池已经迅速发展,但是有毒和易透明电池极为危险,因此近年来,无毒和安全的水性锌电池引起了很多关注。5 - 8个锌金属在水溶液中相对稳定,因此可以直接用作水性电池(AZB)的阳极电极。实际上,Zn金属电极具有许多优势,包括:9 - 11(1)高丰度和低价,(2)化学稳定性,(3)高理论能力(820 mA H G -1,5855 mA H CM -2)和(4)低氧化还原电位(-0.76 Vs vs. vs.sha)。在AZBS中,Zn 2+离子在AZB充电/放电期间在阳极电极处镀金/剥离,而树突和侧反应危害了电池的寿命和库仑的效率。12 - 14因此,Zn阳极的改进对于AZBS至关重要。
低成本和高效率的基于Zn的流量电池(ZFB)已成为可再生能源开发的有前途的能源存储技术之一。然而,在ZFB中,由于存在Zn 2 +,一个阴离子交换膜(AEM)损失离子电导率。Zn 2 +沉淀的侧反应导致AEM与第四纪基团的离子交换分解。虽然阳离子交换膜(CEM)由于离子交换组和阴离子之间的静电相互作用而阻碍阴离子结构。为了解决ZFB中离子交换膜不良的电导率,基于聚醚酰亚胺(PEI)的多孔离子导电膜是通过ZFBS的水相反转技术开发的。离子导电机制基于孔径的排除,这减轻了离子交换组对离子电导率的影响。通过引入合适的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)并控制四氢呋喃(THF)挥发时间,可以进一步改善膜性能。结果表明,在Zn/4-羟基-2,6,6-6,6-四甲基二哌啶中,1-氧基(TEMPO-OH)流量电池,库仑效率(CE)超过98%,能量效率(EE)在20 mA-cm-2-2-2中的能量效率(EE)可实现,并且可以在20 mA cm-2-2中以20 ma-2的供应来实现。 150个周期。基于PEI的多孔膜(低成本和高效率)被认为是ZFB的有希望的策略。
抽象的透明度是开发功能性和装饰性薄膜和涂料的关键因素,但是将纳米粒子掺入有机树脂中以改善其性质,使其经常使其不透明。在这项工作中,环氧/分层双氢氧化物(LDH)纳米复合涂料的光物理特性与环氧树脂中LDH的分散剂状态相关。根据含有0.1、0.5、0.7、0.7、1.0和3.0 wt%mg – al -– al -– al -– ldh和Zn – al -al -ldhs的膜的透明度,评估了固体环氧网络的质量。在高载荷下,直接透射率(y直接)减少,而涂料中的光散射相对于整洁的环氧树脂得到了改善。最高的Zn – al -LDH加载(3.0 wt%)略微恶化了透明度(Y Direct = 93.3),但仍高于含有0.5 wt%mg – al -ldh的环氧纳米复合材料(y直接= 89.8)。在含有1.0 wt%Zn – al -dh的环氧纳米复合材料中分配了一个良好的标签,而在MG -AL -LDH含量的CI标记方面,环氧/mg -al -LDH纳米复合材料较差。在添加0.1 wt%Zn – al -LDH后,T g值的增加约为28°C,表明Zn – al -LDH可以使环氧基质和纳米片的相互作用很强。然而,环氧/mg – al -ldh纳米复合材料的T g降低是由于不当分散体而导致的mg – al -– ldH纳米片与环氧基质之间弱相互作用的标志。通常,首次揭示了CI使化学交联与环氧/LDH纳米复合材料的光物理特性相关联。
开发高产营养水稻是缓解发展中国家微量营养素缺乏问题,特别是涉及锌和铁 (Fe) 缺乏的人类营养不良问题,并实现更好应用的一种方法。Fe 和 Zn 等微量营养素的运输主要通过烟胺合酶 (OsNAS) 基因家族调控,而产量是一种涉及多个基因座的复杂性状。通过 CRISPR (成簇的规律间隔的短回文重复序列)-Cas9 进行基因组编辑,重点关注 OsNAS2 启动子,特别是删除位置 -933 处的顺式调控元件 ARR1AT,以增强籽粒和单株植物中 Zn 的积累。结果表明,我们的启动子编辑增加了单株植物的 Zn 浓度。证据还表明,每个主穗的小穗数量增加可导致单株籽粒增加。这些性状在“无转基因”和纯合植物后代中遗传。需要进行进一步研究来验证田间条件下的性状表现并阐明小穗增加的原因。
CAS活跃位点中存在的单核离子(Zn 2+)与3个组氨酸残基有关,即His94,His96,His119和一个H 2 O/OH - 配体形成四面体连接。具有Zn 2+的金属中心在动力学上不稳定。,而金属(Zn 2+)碳赤霉素的游离形式,即apo ca是稳定的。因此,通过使用DPA(吡啶-2,6-二羧酸),透析,APO CA相对易于生成。Apo Ca具有2个(热力学独特的)Cu 2+(铜)结合位点,一个是Cu a,另一个是CuB。两个站点在Cu 2+的功能中都有不同的差异。然而,结合位点Cu B是较低的官能部位,称为碳酸酐酶的天然金属结合位点。相反,cu a(高官能部位)的配位和位置几何形状尚不清楚。3