當(dāng)前位置：
化學(xué)自充電鋅離子電池(ZIBs)能夠在環(huán)境空氣中自動(dòng)充電，在自供電電池系統(tǒng)中具有廣闊的前景。然而，ZIBs充電完全依賴氧氣的化學(xué)能進(jìn)而限制了其充電效率。
在此，吉林大學(xué)徐吉靜團(tuán)隊(duì)開發(fā)了具有MoS2/SnO2異質(zhì)結(jié)正極的光輔助化學(xué)自充電水系ZIB。研究表明，該正極有利于提高充電和放電效率以及光照下的化學(xué)自充電能力。其中，光輔助過程促進(jìn)電子從MoS2/SnO2轉(zhuǎn)移到氧氣，加速化學(xué)自充電過程中氧化反應(yīng)的發(fā)生。此外，MoS2/SnO2正極內(nèi)的電子在光照下表現(xiàn)出較低的轉(zhuǎn)移阻抗，有利于降低Zn2+在正極內(nèi)的遷移勢(shì)壘，進(jìn)而利于放電過程中Zn2+均勻嵌入MoS2/SnO2正極中。
結(jié)果顯示，該種光輔助化學(xué)自充電機(jī)制使ZIBs能夠在3小時(shí)內(nèi)獲得0.95 V的最大自充電電位、202.5 mAh g?1的自充電容量以及在自充電模式下優(yōu)異的循環(huán)性能。
圖1. 光輔助化學(xué)自充電電池
總之，該工作首次提出了一種集成光催化異質(zhì)結(jié)正極增強(qiáng)的自充電ZIB。其中，MoS2/SnO2正極內(nèi)的電子在光照期間表現(xiàn)出較低的轉(zhuǎn)移阻抗，進(jìn)而降低Zn2+的遷移勢(shì)壘，使ZIBs表現(xiàn)出高放電容量（318.3mAh g?1）。
此外，MoS2/SnO2系統(tǒng)可以從周圍環(huán)境中獲取化學(xué)能，并通過化學(xué)充電過程將其轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在電池中的電能。該過程有利于電子從MoS2/SnO2轉(zhuǎn)移到氧氣，從而加速氧化還原反應(yīng)。
基于此，光輔助自充電ZIB在3小時(shí)內(nèi)達(dá)到0.95 V的最大自充電電位，同時(shí)具有202.5 mAh g-1的自充電容量。因此，該研究為光輔助化學(xué)自充電水系ZIBs的機(jī)理提供了重要見解，為實(shí)際ZIBs在儲(chǔ)能領(lǐng)域提供了新策略。
圖2. 電池性能
Photo-assisted chemical self-rechargeable zinc ion batteries with high charging and discharging efficiency, Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202411845