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Ultralow charge-discharge voltage gap of 0.05 V in sunlight-responsive neutral aqueous Zn-air battery

Carbon Energy 2024年第9期6卷 172-183页

作者： Zhimin Niu Yan Gao Tianhui Wu Fei Zhang Ran Zhao Zijia Chen Yiming Yuan Tifeng Jiao Jianmin Gu Li Lu Desong Wang State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology(MMST) Hebei Key Laboratory of Applied ChemistryYanshan UniversityQinhuangdaoChina Department of Mechanical Engineering National University of SingaporeSingaporeSingapore School of Sciences Hebei University of Science and TechnologyShijiazhuangChina

Rechargeable neutral aqueous zinc-air batteries(ZABs)are a promising type of energy storage device with longer operating life and less corrosiveness compared with conventional alkaline ***,the neutral ZABs normally possess poor oxygen evolution reactions(OERs)and oxygen reduction reactions performance,resulting in a large charge–discharge voltage gap and low round-trip ***,we demonstrate a sunlight-assisted strategy for achieving an ultralow voltage gap of 0.05 V in neutral ZABs by using the FeOOH-decorated BiVO4(Fe-BiVO_(4))as an oxygen *** sunlight,the electrons move from the valence band(VB)of Fe-BiVO_(4) to the conduction band producing holes in VB to promote the OER process and hence reduce the ***,the photopotential generated by the Fe-BiVO_(4) compensates a part of the charging potential of neutral ***,the energy loss of the battery could be compensated via solar energy,leading to a record-low gap of 0.05 V between the charge and discharge voltage with a high round-trip efficiency of 94%.This work offers a simple but efficient pathway for solar-energy utilization in storage devices,further guiding the design of high energy efficiency of neutral aqueous ZABs.

关键词： neutral ZABs oxygen catalytic reactions photocatalysis round-trip efficiency solar energy

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