Abstrak
Baterai isi ulang Zinc-sulfur (Zn-S) berbasis air muncul sebagai perangkat penyimpanan energi generasi mendatang yang menjanjikan karena keamanan, kapasitas, biaya, dan efisiensinya. Namun, korosi Zn, polarisasi, konduktivitas rendah, dan ekspansi volume katode sulfur merupakan hambatan bagi stabilitas dan kapasitas baterai. Di sini, kami melaporkan strategi ganda yang melibatkan sulfanilamida (SA) sebagai aditif untuk menstabilkan Zn, dipasangkan dengan Ni x Fe y O 4 berongga untuk membatasi sulfur, mengurangi ekspansi volume, dan meningkatkan konduktivitas bersama dengan yodium sebagai mediator redoks untuk meningkatkan kinetika Zn 2+ . Baterai yang dirancang menunjukkan kapasitas spesifik yang sangat baik sebesar 1260 mAh g −1 pada 0,1 C dengan retensi kapasitas 81% setelah 1000 siklus pada 1 C. SA mengurangi reaksi evolusi hidrogen (HER) sebanyak 3,5 kali dan pengurangan laju korosi anoda Zn sebanyak 2,8 kali lipat, yang didukung oleh Raman, dan spektroskopi NMR 1 H dan selanjutnya dilengkapi oleh studi komputasional. Sel Zn||Zn simetris dengan SA stabil selama lebih dari 770 jam, menunjukkan stabilitas anoda Zn yang sangat tinggi. Pembentukan ZnS dipantau oleh spektroskopi Raman in-situ elektrokimia. Sel kantong Zn-S buatan sendiri yang dirancang memberi daya pada panel 30 LED merah selama 93 jam dan selanjutnya memberi daya pada kipas, menunjukkan keberlanjutan yang luar biasa.