近日，我院江寒梅博士与新加坡国立大学Yuan Hao博士后及浙江工业大学陈强特聘副研究员等合作，在能源材料领域国际顶刊Energy Storage Materials（《储能材料》）上在线发表了PBA材料在水系储铵领域的最新研究成果。论文题为“Regulation of Asymmetric Bimetallic NiFe Sites Boost Fast Desolvation Kinetics for Long-cycling Ammonium-Ion Storage”（非对称性双金属NiFe位点的调控促进长循环铵离子存储的快速脱溶动力学）。我院江寒梅博士、新加坡国立大学Yuan Hao博士后及浙江工业大学陈强特聘副研究员为论文共同第一作者，大连理工大学张依福副教授、新加坡国立大学John Wang院士、同济大学潘争辉教授为论文共同通讯作者，湖北师范大学为论文第一单位。Energy Storage Materials由Elsevier（爱思唯尔）出版社创办，为主要关注电池和超级电容器等能源存储材料领域期刊、SCI中科院大类一区期刊，最新影响因子为18.9。
水系铵离子电池（AAIB）是一种以非金属离子（NH4+）为载体的新型储能装置，具有成本低、安全性高、可长期使用等显著优点，但缺乏合适的正极材料。电极-电解液界面的传输动力学（例如，脱溶剂过程）在随后的宿主结构内可逆的NH4+嵌入/脱出过程中起关键作用，但很少被研究。因此，深入研究和理解与NH4+储存机制密切相关的电极-电解液界面的电化学行为，对于设计用于高性能AAIB的长循环稳定正极材料是至关重要的。通过理论模拟首次揭示了调控非对称性双金属位点可以降低NH4+(H2O)4在电极-电解液界面的脱溶能垒，使其脱溶剂化为NH4+进入正极材料。电化学研究结果表明非对称性双金属NiFe位点的引入改善了FeFe-PBA的扩散动力学和结构稳定性。结合原位表征和理论计算表明，NH4+的嵌入/脱出主要归因于NH4+与NiFe-PBA中N原子可逆的相互作用机制。该工作为调控水系储能正极材料的界面脱溶动力学提供了新思路。
NH4+(H2O)4在电极-电解液界面的脱溶机制及DFT模拟
论文信息：
Regulation of Asymmetric Bimetallic NiFe Sites Boost Fast Desolvation Kinetics for Long-cycling Ammonium-Ion Storage
Hanmei Jiang#, Hao Yuan#, Qiang Chen#, Jianguo Sun, Yanyan Liu, Yifu Zhang*, Yong-wei Zhang, Changgong Meng, John Wang*, Zhenghui Pan*
Energy Storage Mater., 2024, 103647
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103647
