SNUEI

Surface Overpotential as a Key Metric for the Discharge–Charge Reversibility of Aqueous Zinc-Ion Batteries

2023 · Journal of the American Chemical Society

저자

Minkwan Kim, Jimin Lee, Yangmoon Kim, Youngbin Park, Heejin Kim, 최장욱 (Jang Wook Choi)

연구주제

Advanced battery technologies research · Electrocatalysts for Energy Conversion · Supercapacitor Materials and Fabrication

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

전기/전자 > 전지 > 이차전지에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

수계 아연이온전지 전해질 첨가제 surface overpotential 아연 금속 음극

키워드 (OpenAlex)

aqueous zinc-ion batteries hexamethylphosphoramide zinc dendrite suppression cycling stability side reactions electrolyte additives

초록

Aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) are receiving increasing attention for power-grid energy storage systems. Nevertheless, warranting long-term reversible operation is not trivial owing to uncontrolled interfacial phenomena related to zinc dendritic growth and parasitic reactions. Herein, the addition of hexamethylphosphoramide (HMPA) to the electrolyte revealed the surface overpotential (|η s |) to be a key metric of the reversibility. HMPA adsorbs onto active sites on the zinc metal surface, raising the surface overpotential toward lowering the nucleation energy barrier and decreasing the critical size ( r crit ) of nuclei. We also correlated the observed interface-to-bulk properties by the Wagner (Wa) dimensionless number. The controlled interface enables a Zn|V 6 O 13 full cell to retain 75.97% capacity for 2000 cycles, with a capacity loss of only 1.5% after 72 h resting. Our study …

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2023화공분야연구인력양성사업단교육부4단계두뇌한국21사업서울대학–
2023소재분석연구부 운영과학기술정보통신부한국기초과학지원연구원연구운영비지원(주요사업비)한국기초과학지원연구원–

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