Charging the Future: Harnessing Nature's Designs for Bioinspired Molecular Electrodes
Source abstract
Abstract
Abstract The transition toward electric‐powered devices is anticipated to play a pivotal role in advancing the global net‐zero carbon emission agenda aimed at mitigating greenhouse effects. This shift necessitates a parallel focus on the development of energy storage materials capable of supporting intermittent renewable energy sources. While lithium‐ion batteries, featuring inorganic electrode materials, exhibit desirable electrochemical characteristics for energy storage and transport, concerns about the toxicity and ethical implications associated with mining transition metals in their electrodes have prompted a search for environmentally safe alternatives. Organic electrodes have emerged as promising and sustainable alternatives for batteries. This review paper will delve into the recent advancements in nature‐inspired electrode design aimed at addressing critical challenges such as capacity degradation due to dissolution, low operating voltages, and the intricate molecular‐level processes governing macroscopic electrochemical properties.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advancements in Battery Materials · Advanced battery technologies research · Supercapacitor Materials and Fabrication
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemistry and Biochemistry Center for Discovery and Innovation The City College of New York 85 St. Nicholas Terrace New York NY 10031 USA
The Ph.D. Program in Chemistry The Graduate Center of the City University of New York 365 Fifth Ave New York NY 10016 USA
Quantum Circuits, Inc. 25 Science Park at Yale New Haven CT 06512 USA
Funding
National Institute of Food and Agriculture
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.3390/ijerph1913777610.3390/ijerph19137776 ↗
2. 10.3390/smartcities401002210.3390/smartcities4010022 ↗
3. Fuller T. F. · 2018
4. 10.1038/s41570-020-0160-910.1038/s41570-020-0160-9 ↗
5. 10.1021/cr030203g10.1021/cr030203g ↗
6. 10.1016/j.mattod.2014.10.04010.1016/j.mattod.2014.10.040 ↗
7. 10.1039/C8CS00322J10.1039/C8CS00322J ↗
8. 10.1007/s10008-011-1338-310.1007/s10008-011-1338-3 ↗
9. 10.1016/0379-6779(93)90487-H10.1016/0379-6779(93)90487-H ↗
10. 10.1021/acs.jpcc.0c0464210.1021/acs.jpcc.0c04642 ↗
11. 10.1021/acsaem.9b0152610.1021/acsaem.9b01526 ↗
12. 10.1021/acssuschemeng.9b0180010.1021/acssuschemeng.9b01800 ↗
13. 10.1016/j.jsm.2019.03.00210.1016/j.jsm.2019.03.002 ↗
14. 10.1016/j.ensm.2019.12.00210.1016/j.ensm.2019.12.002 ↗
15. 10.1016/j.joule.2018.01.01710.1016/j.joule.2018.01.017 ↗
16. 10.1002/anie.20200560310.1002/anie.202005603 ↗
17. 10.1002/anie.19780875310.1002/anie.197808753 ↗
18. 10.1016/j.electacta.2022.14007210.1016/j.electacta.2022.140072 ↗
19. 10.1016/j.cej.2020.12589810.1016/j.cej.2020.125898 ↗
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33. 10.1039/D2TA08032J10.1039/D2TA08032J ↗
34. 10.1016/j.jechem.2021.06.03410.1016/j.jechem.2021.06.034 ↗
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41. 10.1021/acs.jpcc.8b0502010.1021/acs.jpcc.8b05020 ↗
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69. 10.1016/j.matlet.2022.13225010.1016/j.matlet.2022.132250 ↗
70. 10.1002/adfm.20211222510.1002/adfm.202112225 ↗
71. 10.1002/aenm.20210033010.1002/aenm.202100330 ↗
72. 10.1002/advs.20220018710.1002/advs.202200187 ↗
73. 10.1021/acs.nanolett.0c0331110.1021/acs.nanolett.0c03311 ↗
74. 10.1016/j.ensm.2022.07.03910.1016/j.ensm.2022.07.039 ↗
75. 10.1002/smtd.20220045510.1002/smtd.202200455 ↗
76. 10.1039/D2TA03953B10.1039/D2TA03953B ↗
77. 10.1002/cssc.20230034310.1002/cssc.202300343 ↗
78. 10.1021/acsami.1c0174510.1021/acsami.1c01745 ↗
79. 10.1002/adfm.20200067510.1002/adfm.202000675 ↗
80. 10.1039/D2TA01621D10.1039/D2TA01621D ↗
81. 10.1039/D2EE02961H10.1039/D2EE02961H ↗
82. 10.1016/j.cej.2023.14282410.1016/j.cej.2023.142824 ↗
83. 10.1002/adma.20200033810.1002/adma.202000338 ↗
84. 10.1038/s41467-021-24701-910.1038/s41467-021-24701-9 ↗
85. 10.1021/acsami.2c1436510.1021/acsami.2c14365 ↗
86. 10.1021/acs.jpclett.0c0032410.1021/acs.jpclett.0c00324 ↗
87. 10.1021/acsami.0c0464010.1021/acsami.0c04640 ↗
88. 10.1021/acs.jpcc.2c0427210.1021/acs.jpcc.2c04272 ↗
89. 10.1039/D2TA07199A10.1039/D2TA07199A ↗
90. 10.1002/anie.20220722110.1002/anie.202207221 ↗
91. 10.1021/acs.chemmater.0c0366110.1021/acs.chemmater.0c03661 ↗
92. 10.1021/acssuschemeng.9b0525310.1021/acssuschemeng.9b05253 ↗
93. 10.1002/adfm.20190959710.1002/adfm.201909597 ↗
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95. 10.1039/D3EE02897F10.1039/D3EE02897F ↗
96. 10.1038/s41563-020-00869-110.1038/s41563-020-00869-1 ↗
97. 10.1016/j.cej.2022.13865210.1016/j.cej.2022.138652 ↗
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99. 10.1021/acsami.2c1886910.1021/acsami.2c18869 ↗
100. 10.1039/D0EE01003K10.1039/D0EE01003K ↗