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中科大陳維課題組EnSM: 高性能水系普魯士藍類似物-氫氣混合電池

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水系可充電電池由于其低成本和高安全性在大規模儲能方面顯示出廣闊的前景。與單離子電池相比，為了充分發揮正極和負極的優勢，水系混合離子電池在構建高性能電極系統方面受到了廣泛的關注。
中科大陳維課題組EnSM: 高性能水系普魯士藍類似物-氫氣混合電池
在此，中國科學技術大學陳維教授等人提出并展示了一類水系普魯士藍類似物-氫氣 (PBA-H2 ) 混合電池，通過將PBA作為正極與氫氣負極的合理組合用于不同的陽離子（如Na+、K+和NH4+ )存儲，分別稱為PBA (Na+)-H2 混合電池、PBA (K+)-H2 混合電池和PBA (NH4+)-H2 混合電池，氫氣負極通過電催化析氫/氧化反應工作。
組裝好的PBA (Na+)-H2 混合電池具有優異的倍率性能，在100 C的高電流倍率下具有初始容量的45%，在60 C下循環25000次后容量保持率仍高達92%。
中科大陳維課題組EnSM: 高性能水系普魯士藍類似物-氫氣混合電池
圖1. PBA (Na+)-H2?混合電池的電化學性能
此外，PBA (K+)-H2 混合電池可提供卓越的倍率性能和長循環穩定性，60 C下 10,000次循環后容量保持率為88%。
PBA正極在離子插入和提取過程中實現了可逆的電化學反應，這一點通過非原位XRD和XPS光譜得到證實。這項研究為設計高性能水系混合電池提供了新的途徑。
中科大陳維課題組EnSM: 高性能水系普魯士藍類似物-氫氣混合電池
圖2. PBA正極的電荷存儲機制
High Performance Aqueous Prussian Blue Analogue-Hydrogen Gas Hybrid Batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.050

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