All‐Solid‐State Mg–Air Battery Enhanced with Free‐Standing N‐Doped 3D Nanoporous Graphene

石墨烯 纳米孔 材料科学 电池(电) 阳极 电解质 石墨烯泡沫 化学工程 纳米技术 阴极 兴奋剂 电极 氧化石墨烯纸 光电子学 化学 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Zeyu Xi,Jiuhui Han,Zeyu Jin,Kailong Hu,Hua‐Jun Qiu,Yoshikazu Ito
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (8) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/smll.202308045
摘要

Abstract Nitrogen (N) doping of graphene with a three‐dimensional (3D) porous structure, high flexibility, and low cost exhibits potential for developing metal–air batteries to power electric/electronic devices. The optimization of N‐doping into graphene and the design of interconnected and monolithic graphene‐based 3D porous structures are crucial for mass/ion diffusion and the final oxygen reduction reaction (ORR)/battery performance. Aqueous‐type and all‐solid‐state primary Mg–air batteries using N‐doped nanoporous graphene as air cathodes are assembled. N‐doped nanoporous graphene with 50–150 nm pores and ≈99% porosity is found to exhibit a Pt‐comparable ORR performance, along with satisfactory durability in both neutral and alkaline media. Remarkably, the all‐solid‐state battery exhibits a peak power density of 72.1 mW cm −2 ; this value is higher than that of a battery using Pt/carbon cathodes (54.3 mW cm −2 ) owing to the enhanced catalytic activity induced by N‐doping and rapid air breathing in the 3D porous structure. Additionally, the all‐solid‐state battery demonstrates better performances than the aqueous‐type battery owing to slow corrosion of the Mg anode by solid electrolytes. This study sheds light on the design of free‐standing and catalytically active 3D nanoporous graphene that enhances the performance of both Mg–air batteries and various carbon‐neutral‐technologies using neutral electrolytes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xjiang005完成签到,获得积分10
1秒前
bkagyin应助LC采纳,获得10
1秒前
30040完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
miracle1005完成签到,获得积分10
3秒前
超帅的黄完成签到,获得积分10
3秒前
Alex完成签到 ,获得积分10
4秒前
贤惠的豌豆完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
limof完成签到,获得积分10
4秒前
活力的香完成签到 ,获得积分10
7秒前
linzx009完成签到,获得积分10
7秒前
耍酷慕梅发布了新的文献求助10
7秒前
小兔叽完成签到 ,获得积分10
7秒前
xjiang004完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
内向乾完成签到,获得积分10
10秒前
shiyongkang1完成签到,获得积分10
10秒前
贾方硕完成签到,获得积分10
10秒前
Sun发布了新的文献求助10
11秒前
Ya完成签到,获得积分10
11秒前
黑色幽默完成签到 ,获得积分10
13秒前
xjiang003完成签到,获得积分10
13秒前
冬冬完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
tzy完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
yy完成签到 ,获得积分10
17秒前
精明天荷完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.4应助蓝天采纳,获得10
18秒前
cocoxue完成签到 ,获得积分10
19秒前
戴士杰686完成签到,获得积分10
19秒前
Nole应助意羡采纳,获得10
19秒前
20秒前
21秒前
22秒前
QingCress77完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
Sun1c7发布了新的文献求助10
24秒前
泠然冷云完成签到 ,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Understanding Acculturation: The Process of Cultural Adjustment as Applied to International Migration 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7371138
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8978703
关于积分的说明 19088415
捐赠科研通 7013087
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225034
关于科研通互助平台的介绍 2388645
邀请新用户注册赠送积分活动 2205699