Das organische Elektrodenmaterial wegen seiner umweltfreundlichen, reichlich vorhanden und vielfältiger Strukturen, mehr und mehr Aufmerksamkeit verursacht wird derzeit Natriumelektrode Ionen-Batteriematerialien in den meisten herkömmlichen organischen konjugierten Verbindung ist, innerhalb des Ringes kann durch eine einzige funktionelle Gruppe und eine Doppelbindung konjugiert werden, Mechanismus für die elektronische Lagerstabilität neu anordnen. jedoch Untersuchungen über den nicht-konjugierten Material Speichermechanismus Natriumelektrode bzw. blank, wenn das nicht-konjugierte konjugierte Verbindung Verbindung verlängert werden kann, eine organische Elektrode kann nicht nur expandieren kann die Arten der Materialien können ebenfalls verbessern das organische aktive Elektrodenmaterial, das reich an Natriumionen-Speichermechanismus.
Vor kurzem hat das Shanghai Institute of Ceramics, Chinesische Akademie der Wissenschaften Forscher Liu Jianjun, Team und Shanghai Jiaotong University Professor Wang Schule kollaborative Forschung, ein Durchbruch bei der Untersuchung von Mechanismen zur Speicherung von Natrium Elektrodenmaterial nicht konjugieren 1,4-Cyclohexandicarbonsäure (CHDA) von des Fortschritts, "Angewandte Chemie Deutsch" (Angew (DOI: .... 10.1002 / anie.201801654)) relevante Ergebnisse in der internationalen Zeitschrift veröffentlicht Meister der Shanghai Jiaotong University und Shanghai Institute of Ceramics Ma Chao Doktorand Zhao Xiaolin. für den Papier Co-Autor, Co-Autor des Papiers für die Kommunikation und Wang Jianjun Schule.
Gefunden CHDA nichtkonjugierten Elektrodenmaterial durch Transfer einer funktionellen Gruppe H zwischen den beiden Carboxylgruppen -COOH Speichern Na +, erreicht werden kann, eine neue funktionelle Gruppe zu bilden, -C (OH) 2, und O = C durch die Dichtefunktionaltheorie Arbeit (DFT) berechnet = O, induzierter Übergang CHDA die → σ-Bindung π *, stabile Lagerung der Elektronen zu erreichen, das heißt das Natriumreservoir nichtkonjugiertes System zu erreichen. das Elektrodenmaterial CHDA Reservoir Natrium Mechanismus wie biologische Systeme proton Kopplungsladungstransfer nichtkonjugierte (PCET ‚) große Expansion des elektrochemischen Mechanismus.
Basierend auf der Theorie der Architektur der Berechnung, indem ein Elektrodenmaterial CHDA durch IR-Experimente bestätigt, bereitet, daß das Reaktionsprodukt von O = C = O und reversible Erzeugung verschwindet, überprüfte das Reaktionsprodukt NMR -C (OH) 2 wird mit dem Verschwinden der reversiblen erzeugt, zwei H gefangen Metastasierung bestätigt, durch die CV und Ladungs-Entladungs-Kurve, die durch eine gute elektrochemische Leistung von CHDA gekennzeichnet, CV zwei Paare von Redoxpeaks zu der zweistufigen Reaktion von Natrium CHDA Einsatz, im Einklang mit der berechneten Ladungs-Entladungs-Kurve von etwa 249mAh entsprechen / g hat eine hohe spezifische Kapazität, nahe der theoretischen spezifischen Kapazität.
Jianjun Team auf eine langfristige Lagerung von organischen Stoffen, Forschung wurde in Serie, einschließlich eines Elektrodenmaterials für die Studiengruppe Cyclooctatetraen Design C4 / C8 Reihe von fusionierten, unterschiedlichen Verhältnissen, bei dem eine aromatische Einzel- und Doppelbindungen und Reconstruction gemacht Doppelüberlagerungsmechanismus hohe Spannung und eine spezifische Kapazität der Arbeit erzeugen kann, ist Experimente verwandt, stellt eine wichtige theoretische Grundlage (ACS Appl Mater Schnittstelle 2018, 10, 2496 ..) ein organisches Elektrodenmaterial, das Design von Hochspannung; bioorganischen UA Säuremolekül Elektrodenmaterial Entwurfstheorie Natriumurat Speichermechanismus, das heißt, C = C (NH-) in einer stark elektronegativen Element p-Orbitale mit N 2 Carbanion lone Paar p-Orbital-Elektronen der Hybrid Carbanion stabilisierten, Realisierung der Natriumspeicherung Der bei der hohen Stromdichte von 200 mA / g getestete Verbund-UA @ CNT kann immer noch eine Kapazität von 163 mA h / g aufrechterhalten (Appl. Mater. Interface, 2017, 9,33934).
Die oben genannten Forschungsarbeiten wurden durch den nationalen Forschungs- und Entwicklungsplan, die National Natural Science Foundation und das Shanghai Materials Genome Project unterstützt.
(A) typischerweise konjugierte und nicht-konjugierte schließen organische Moleküle, organische Moleküle, und Natrium-Speichermechanismus Konjugat, (b) Molekularstrukturdesign - Elektronische Umstrukturierung; (c) Charakterisierung der elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff Übertragungskopplung, (d) Elektronische Speicherung des π * → σ-Bindungsübergangs
(Ab) Original CHDA, Laden und Entladen auf 0,01 V an den 1H-NMR- und FTIR Charakterisierung Wasserstoffübertragungsmechanismus unter 3,0V drei Zuständen; (CD) einen elektrochemischen Test, CV-Kurve (0,5 mV / s), die Ladungs-Entladungs-Kurve (0,1 A / g)
(A-b) C8H8 C16H12 und Entladekurve, und der Entladevorgang und die Anzahl von π-Elektronen C-C-Bindungslänge zu ändern, und elektronische Stabilitätsmechanismen; (c-d) Aufbau der Molekularstruktur von organischer und Entladespannung Prädiktion
