Grotthuss机制助力微米尺度H2MoO3/PANI用于超快低温质子电池(英文)

作者：郑一帆; 张智^*; 尹婷婷; 付秀涛; 陆佳宁; 程斯雅; 高义华^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(23): 2945-2953.

水系质子电池具有安全、环保、动力学快、成本低等优点,是一种很有前途的电化学储能系统.这些优点的实现依赖于开发合适且易于获取的电极材料.本文研究了微米尺度的H2MoO3/VPANI作为质子电池负极材料的高倍率性能和稳定性.与大多数负极材料的赝电容性质相反,H2MoO3/PANI同时具有的高比容量和高倍率性能是基于扩散控制的电荷存储机制.H2MoO3/PANI电极在1.0 A g-1时具有268.2 mAh g-1的高比容量,在200.0 A g-1的极高电流密度下也仍然具有高达50%的比容量保持率.本文详细分析了H2MoO3/PANI中超快质子传导的Grotthuss机制.基于H2MoO3/PANI构建的质子全电池在800.0 W kg-1下的能量密度高达42.1 Wh kg-1.令人印象深刻的是,即使在冷冻电解质中,质子全电池仍然具有快速的质子传输能力,在-20℃保持了约70%的是室温比容量.这些优异的质子存储性能为微米尺度的电极材料在低温质子电池中的实际应用提供了重要见解.

• 单位
  华中科技大学