作为水系锌离子电池正极材料的候选材料，二氧化锰具有低成本、高理论容量和高工作电压的优势，但其固有缺陷限制了电化学性能。
近日，中国科学技术大学研究团队在MnO2层间分别引入具有吸电子和供电子基团的有机分子，结合同步辐射共振非弹性X射线散射技术、X射线吸收谱和理论计算，证明具有不同电子效应的插层剂对MnO2电子结构的调控。结果表明，带吸电子基团的分子插层可促进Mn 3d-O 2p轨道杂化，降低晶场分裂能，增强与Zn的相互作用，进而改善离子传输动力学，展现出优异的倍率性能。
科研团队选取含吸电子基团的7-乙酰氧基-4-甲基香豆素（AMC）有机分子、含供电子基团的7-羟基香豆素（HC）有机分子作为插层剂，通过液相插层法制备得到两种插层型二氧化锰，利用密度泛函理论计算确认含吸电子基团的AMC有机分子与氧的相互作用更强，并促进Mn 3d与O 2p轨道之间杂化程度的增强。
同步辐射RIXS、sXAS的测试显示，AMC-MnO2的d-d激发峰向更低的能量损失方向移动，表明AMC-MnO2的晶场分裂能更低，即3d-eg和3d-t2g之间的能级差减小。同步辐射紫外光电子能谱结果显示，AMC-MnO2具有更低的功函数，说明其费米能级上移，利于电子转移，实现充放电过程中离子的快速传输。同步辐射原位XRD进一步探测了AMC-MnO2正极在充放电过程中的结构演变。原位探测发现：当带电离子嵌入AMC-MnO2时，会增加与二氧化锰层间的相互作用，使得层间距收缩；当离子脱出时，层间相互作用削弱，使得层间距膨胀。由此研究发现，AMC-MnO2正极在充放电过程中具有可逆的层间距和价态演变，说明带有吸电子效应基团的AMC分子插层能够稳定二氧化锰主体结构。
上述工作探讨了基于电子调制分子插层的二氧化锰结构变化与储能机制，为插层型材料设计提供了新思路。
相关研究成果发表在《美国化学会志》（JACS）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等的支持。
论文链接
基于电子调制分子插层MnO2的同步辐射研究
11月8日，记者从清华大学李菂团队获悉，清华大学天文系教授、中国天眼原首席科学家李菂领衔的国际团队又有新发现。名为FRB 中新社香港11月11日电在香港特区政府教育局推动下，应用科学大学联盟11日正式成立。联盟创会成员为4所专上院校，香港都 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 高翔）11月12日，华中科技大学发布消息，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心教授李亮团队日前与东方电气集团东方电机有限公司合作，成功实现了26兆瓦 中国教育新闻网讯（记者 焦小新）近日，由广东以色列理工学院（以下简称“广以”）、广东省能量转换材料和技术重点实验室主办的“2024先进材料与柔性电子国际研讨会”成功举办。世界柔性电子领域知名 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 李澈）日前，由中国教育国际交流协会主办，中智国际教育承办的“央企赋能 探索职教出海产教融合新路径”论坛在京举办。作为第25届中国国际教育年会的重要组成部 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 梁丹）11月6日，北京电子科技职业学院召开“三全育人”工作大会。学校师生，参与协同育人的企业、科研院所、政府机构代表齐聚北电科，共同探讨职业院校“三全育人 。本文链接：研究实现水系锌电正极精准调控http://www.sushuapos.com/show-12-2085-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 教育部出台十条措施护航青少年心理健康
下一篇： 快速射电暴高频观测研究获进展