El material del electrodo orgánico debido a sus estructuras favorables al medio ambiente, abundantes y diversas, causando más y más atención es actualmente materiales de los electrodos de la batería de iones de sodio en la mayoría compuesto conjugado orgánico convencional es, dentro del anillo puede estar conjugado a través de un único grupo funcional y un enlace doble la reordenación de mecanismo para la estabilidad de almacenamiento electrónico. sin embargo, investigaciones sobre el mecanismo de sodio material de electrodo de almacenamiento no conjugado o en blanco, si el no conjugado se puede extender compuesto conjugado al compuesto, un electrodo orgánico no sólo puede ampliar los tipos de materiales también pueden mejorar Actividad del material del electrodo orgánico, rico en mecanismo de almacenamiento de iones de sodio.
Recientemente, el Instituto de Shanghai de Cerámica, Academia China de Ciencias investigador Liu Jianjun, de equipo y profesor de la Universidad de Shanghai Jiaotong investigación en colaboración escuela Wang, un gran avance en el estudio de los mecanismos para el almacenamiento de electrodo de sodio no conjugado ácido 1,4-ciclohexano de material (CHDA) de de progreso, resultados relevantes publicados en la revista internacional "alemán Química aplicada" (Angew Chem Int Ed (DOI: 10.1002 .... / anie.201801654)) Maestría en el Instituto de la Universidad Jiaotong de Shanghai y Shanghai de Cerámica Ma Chao estudiante de doctorado Zhao Xiaolin. Para el primer autor del artículo, los autores del artículo son Wang Kaixue y Liu Jianjun.
material de electrodo Encontrado CHDA no conjugado puede lograrse mediante la transferencia de un grupo funcional H entre los dos grupos carboxilo -COOH almacenamiento Na +, para formar un nuevo grupo funcional -C (OH) 2, y O = C calculado por la densidad funcional trabajo teoría (DFT) = O, la transición inducida CHDA el π * enlace → σ, para lograr un almacenamiento estable de electrones, es decir, para lograr el sistema no conjugado depósito de sodio. el mecanismo de depósito de material de electrodo de sodio CHDA no conjugados como de transferencia de carga de acoplamiento de protones sistemas biológicos (PECP ) 'Una extensión importante del mecanismo electroquímico.
Basado en la teoría de cálculo de la arquitectura, por preparación de una CHDA material de electrodo por medio de experimentos de IR confirmó que el producto de reacción de O = C = O y la generación reversible desaparece, el producto de reacción RMN verificada -C (OH) 2 se genera con la desaparición de reversible, dos H atrapado metástasis confirmado; por la curva de CV y de carga-descarga se caracteriza por un buen rendimiento electroquímico de CHDA, CV dos pares de picos redox correspondientes a la reacción de dos etapas de inserción CHDA de sodio, de acuerdo con la curva de carga-descarga calculado de aproximadamente 249mAh / g tiene una alta capacidad específica, cercana a la capacidad teórica específica.
equipo Jianjun trabajando en un almacenamiento a largo plazo de los materiales orgánicos, la investigación se ha hecho en serie, incluyendo un material de electrodo para el grupo de estudio ciclooctatetraeno diseño C4 serie / C8 de diferentes relaciones de condensados, en el que un enlaces simples y dobles aromáticos y Reconstrucción mecanismo dual superposición puede generar alto voltaje y una capacidad específica de la obra está relacionada experimentos, proporciona un importante fundamento teórico (ACS Appl Mater Interface, 2018, 10, 2496 ..) es un material de electrodo orgánico, el diseño de alta tensión; bio-orgánica UA molécula de ácido material de electrodo teoría de diseño de mecanismo de almacenamiento de urato de sodio, es decir, C = C (NH-) en un fuertemente electronegativos orbitales elemento P con N 2 carbanión par solitario p-orbital electrones del híbrido estabilizadas carbanión, Realización de almacenamiento de sodio El compuesto UA @ CNT probado a la alta densidad de corriente de 200 mA / g puede mantener una capacidad de 163 mA h / g (Appl. Mater Interface, 2017, 9,33934).
El trabajo de investigación anterior ha sido respaldado por el plan nacional clave de investigación y desarrollo, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales y el Proyecto del Genoma de Materiales de Shanghai.
(A) típicamente conjugado y no conjugado incluyen moléculas orgánicas, moléculas orgánicas, y el almacenamiento de sodio mecanismo conjugado; (b) Diseño molecular estructura - reestructuración Electronic; (c) Caracterización de la reacción electroquímica de acoplamiento de transferencia de hidrógeno; (d) Almacenamiento electrónico de transición de enlace π * → σ
(ab) Original CHDA, 1H RMN e IR espectroscópica para el mecanismo de transferencia de hidrógeno bajo descarga a 0.01 V y carga a 3.0 V; (cd) prueba electroquímica, curva CV (0.5 mV / s), curva de carga y descarga (0.1 A / g)
(a-b) Curvas de descarga de C8H8 y C16H12, y el número de electrones π y longitud de enlace C-C durante la descarga, y mecanismo de estabilidad de electrones; (c-d) Diseño de estructura molecular orgánica y predicción de voltaje de descarga
