Surface-redox sodium-ion storage in anatase titanium oxide

锐钛矿 氧化还原 材料科学 无定形固体 化学工程 纳米颗粒 锂(药物) 插层(化学) 离子 扩散 无机化学 纳米技术 化学 催化作用 光催化 内分泌学 工程类 物理 热力学 有机化学 冶金 医学 生物化学
作者
Qiulong Wei,Xiaoqing Chang,Danielle M. Butts,Ryan H. DeBlock,Kun Lan,Junbin Li,Dongliang Chao,Dong‐Liang Peng,Bruce Dunn
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 7-7 被引量:153
标识
DOI:10.1038/s41467-022-35617-3
摘要

Abstract Sodium-ion storage technologies are promising candidates for large-scale grid systems due to the abundance and low cost of sodium. However, compared to well-understood lithium-ion storage mechanisms, sodium-ion storage remains relatively unexplored. Herein, we systematically determine the sodium-ion storage properties of anatase titanium dioxide (TiO 2 (A)). During the initial sodiation process, a thin surface layer (~3 to 5 nm) of crystalline TiO 2 (A) becomes amorphous but still undergoes Ti 4+ /Ti 3+ redox reactions. A model explaining the role of the amorphous layer and the dependence of the specific capacity on the size of TiO 2 (A) nanoparticles is proposed. Amorphous nanoparticles of ~10 nm seem to be optimum in terms of achieving high specific capacity, on the order of 200 mAh g −1 , at high charge/discharge rates. Kinetic studies of TiO 2 (A) nanoparticles indicate that sodium-ion storage is due to a surface-redox mechanism that is not dependent on nanoparticle size in contrast to the lithiation of TiO 2 (A) which is a diffusion-limited intercalation process. The surface-redox properties of TiO 2 (A) result in excellent rate capability, cycling stability and low overpotentials. Moreover, tailoring the surface-redox mechanism enables thick electrodes of TiO 2 (A) to retain high rate properties, and represents a promising direction for high-power sodium-ion storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
cc完成签到,获得积分10
刚刚
LiChard完成签到 ,获得积分0
刚刚
新一完成签到 ,获得积分10
刚刚
风中琦完成签到 ,获得积分10
2秒前
研友-wbg-LjbQIL完成签到,获得积分10
2秒前
请勿继续完成签到,获得积分10
2秒前
机灵石头完成签到,获得积分10
3秒前
orchid完成签到,获得积分10
3秒前
zhongcy完成签到,获得积分10
3秒前
deng完成签到 ,获得积分10
4秒前
爱学习的GGbond完成签到,获得积分10
4秒前
搬砖的索尔完成签到,获得积分10
5秒前
三寿完成签到,获得积分10
6秒前
rayqiang完成签到,获得积分0
6秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
Guo应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Willa应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Willa应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
Willa应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
雷Lei完成签到,获得积分10
7秒前
邹邹完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
平凡完成签到,获得积分10
8秒前
令人秃头完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
九九乘法表完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
kaisa完成签到,获得积分10
10秒前
杀出个黎明举报求助违规成功
11秒前
whatever举报求助违规成功
11秒前
是羽曦呀举报求助违规成功
11秒前
11秒前
andrew完成签到,获得积分10
11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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6498307
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8294269
关于积分的说明 17697224
捐赠科研通 5594352
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2917610
邀请新用户注册赠送积分活动 1894577
关于科研通互助平台的介绍 1755252