在储能过程中,电极材料的理论容量由每个氧化还原中心的平均转移电子数决定。在特定反应中,多电子转移过程的设计可以突破单电子转移的限制,使总容量倍增。但由于多电子转移过程的热力学和动力学更为复杂,在一般结构中难以有效实现。相比于传统的多层材料在储能过程中的单电子转移,研究团队报道了在单层氢氧化镍纳米片储能过程中发现的双电子转移,制备的单层氢氧化镍可以有效转移两个电子,使大部分的Ni离子在充电过程中转化为Ni(IV),展示出576 mAh/g的氧化还原容量,几乎是单电子过程理论容量的两倍。该项研究工作揭示了氢氧化镍材料一种新的氧化还原反应机制,并为调控相关储能材料的电子转移数以成倍增加容量提供了新的策略。
该文章获得Journal of the American Chemical Society 期刊Spotlight 报道:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c05120。
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Jianxin Kang, Yufeng Xue, Jie Yang, Qi Hu, Qinghua Zhang, Lin Gu, Annabella Selloni, Li-Min Liu* and Lin Guo*. Realizing Two-Electron Transfer in Ni(OH)2 Nanosheets for Energy Storage. Journal of the American Chemical Society, 2022, 144, 5969-8976.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c13523