高出力プロトン電池の開発に向けたプロトン挿入メカニズムの究明

质子插入机制研究用于高功率质子电池的开发

基本信息

  • 批准号:
    22J12864
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-22 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Sufficient and sustainable electric energy supply is indispensable for modern society. Therefore, developing functional materials for high-rate, safe and low-cost aqueous battery systems becomes an urgent task. In last year, we have successfully decoded the proton intercalation mechanisms in two representative compounds: MoO3 and VOPO4, and explored their performances as electrode materials for aqueous proton batteries. MoO3 exhibited an ultrahigh rate capability that can realize a fast charge/discharge within 8 seconds, which can be explained by anhydrous Grotthuss mechanism. VOPO4 showed a relatively high potential due to its polyanion structure. Except for the application as battery material, we also verified the function of MoO3 as a redox mediator for decoupled water splitting system.
充足且可持续的电能供应对于现代社会来说是不可或缺的。因此,开发高倍率、安全、低成本水系电池系统的功能材料成为当务之急。去年,我们成功破译了两种代表性化合物MoO3和VOPO4的质子嵌入机制,并探索了它们作为水质质子电池电极材料的性能。 MoO3表现出超高倍率能力,可以在8秒内实现快速充放电,这可以用无水Grotthuss机制来解释。 VOPO4由于其聚阴离子结构而表现出相对较高的潜力。除了作为电池材料的应用外,我们还验证了MoO3作为解耦水分解系统的氧化还原介体的功能。

项目成果

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Anhydrous fast proton transport boosted by hydrogen bond network in a dense oxide-ion array of α-MoO3
α-MoO3 致密氧化离子阵列中氢键网络促进无水快速质子传输
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ma Zihan;Shi Xiang‐Mei;Nishimura Shin‐ichi;Ko Seongjae;Okubo Masashi;Yamada Atsuo
  • 通讯作者:
    Yamada Atsuo
International Meeting on Lithium Batteries (IMLB2022)
国际锂电池会议(IMLB2022)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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