JMCA:一种高能量输出的双氧化还原水系电容器

本文提出了在水系电解质中工作的双氧化还原电化学电容器的概念。证明了在1 mol L−1 Li2SO4电解质中工作的嵌入负极材料（高达10 wt%）中的不溶性Bi2S3纳米晶体的硫的氧化还原活性。还表明，使用MPA（3-巯基丙酸）作为连接到纳米晶体表面的配体，性能显著提高，这允许更有效地使用Bi2S3氧化还原活性物质。这种氧化还原活性与碘化物的反应相结合，碘化物在具有1 mol L−1 NaI的相对电极上发生反应。这使得能够形成放电电压平台，该放电电压平台有效地提高了电容（275 F g−1），从而由于1.5V的相对高的电池电压而提高了器件的比能。由于有利的电极质量比（m−：m+=2：1），这有助于平衡电荷。该器件的倍率性能测试表明，在10 A g−1的放电电流下，其电容保持率为73%。氧化还原物质的不同状态确保它们以不混溶的方式在单独的电极上操作，而没有穿梭效应。氧化还原活性物质与碳电极的特定相互作用得到了operando拉曼光谱的支持。

来源：Adam Slesinski, Sylwia Sroka , Sergio Aina , Justyna Piwek , Krzysztof Fic , M. Pilar Lobera , Maria Bernechea and Elzbieta Frackowiak，A double-redox aqueous capacitor with high energy output，J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 6258-6273，DOI: 10.1039/D2TA09541F