研究概述开发满足当前固态器件要求的新型离子导体迫在眉睫，但仍然充满挑战。氢键离子共晶（HICs）是基于氢键和库仑相互作用的多组分晶体。由于氢键网络和离子晶体的独特特性，HICs具有灵活的骨架。更重要的是，它们表面的阴离子空位可能有助于解离和吸附多余的阴离子，在晶界处形成阳离子传输通道。基于此，2024年10月6日，香港城市大学支春义教授/范俊教授、宁波东方理工大学Bing Han在国际期刊Advanced Materials发表题为《Hydrogen-Bonded Ionic Co-Crystals for Fast Solid-State Zinc Ion Storage》的研究论文。在这里，研究人员通过调整锌盐和咪唑的比例优化的HIC，可以构建基于晶界的快速Zn2+传输通道。所获得的HIC固态电解质在室温和低温下具有前所未有的高离子电导率（25°C时约为11.2 mS cm−1，-40°C时约为2.78 mS cm−1），超低活化能（约为0.12 eV），在Zn对称电池循环过程中，即使在高电流密度下（5.0 mA cm-2时小于200 mV）也能表现出低过电位同时抑制枝晶生长。这种HIC还允许固态Zn||共价有机框架全电池在低温下工作，提供优异的稳定性。更重要的是，HIC甚至可以支持锌离子混合超级电容器工作，实现非凡的倍率性能和与水基超级电容器相当的功率密度。这项工作为设计易于制备、低成本和环境友好的离子导体提供了一条路径，这些离子导体具有极高的离子电导率和优异的界面兼容性。图文解读图1：HICs的表面表征图2：HIC基固态电解质的稳定性图3：HIC基固态器件电化学性能 文献信息Hydrogen-Bonded Ionic Co-Crystals for Fast Solid-State Zinc Ion Storage, Advanced Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/adma.202407150🌐 做计算，找华算 🌐🔧 我们提供全面的服务，涵盖：催化、电池、材料、生物医药、化学、能源等领域的多尺度理论计算解决方案，提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。🎯我们的理论计算服务，累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果，计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏
