Rational design of a hollow porous structure for enhancing diffusion kinetics of K ions in edge-nitrogen doped carbon nanorods

纳米棒 材料科学 化学工程 扩散 碳纤维 电负性 兴奋剂 离子 动力学 阳极 吸附 纳米技术 化学物理 电极 化学 复合材料 光电子学 物理化学 复合数 热力学 有机化学 工程类 物理 量子力学
作者
Ping Niu,Yang Yang,Zhiqiang Li,Gaohui Ding,Lingzhi Wei,Yao Ge,Helin Niu,Yulin Min,Fangcai Zheng,Qianwang Chen
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:15 (9): 8109-8117 被引量:23
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4496-y
摘要

The high electrical conductivity makes it possible for one-dimensional (1D) carbon materials to be used as the promising anodes for potassium ion batteries (PIBs), however, the sluggish diffusion kinetics caused by large-sized potassium ions (K+) limits their practical applications in energy storage systems. In this work, hollow carbon nanorods were rationally designed as a case to verify the superiority of 1D hollow structure to improve the diffusion kinetics of K+. Simultaneously, edge-N (pyridinic-N and pyrrolic-N) atoms were also introduced into 1D hollow carbon structure, which can provide ample active sites and defects in graphitic lattices to adsorb K+, providing extra capacitive storage capacity. As expected, the optimized edge-N doped hollow carbon nanorods (ENHCRs) exhibits a high reversible capacity of 544 mAh·g−1 at 0.1 A·g−1 after 200 cycles. Even at 5 A·g−1, it displays a long-term cycling stability with 255 mAh·g−1 over 10,000 cycles. The electrochemical measurements confirm that the hollow structure is favorable to improve the transfer kinetics of K+ during cycling. And the theoretical calculations demonstrate that edge-N doping can enhance the local electronegativity of graphitic lattices to adsorb much more K+, where edge-N doping synergizes with 1D hollow structure to achieve enhanced K+-storage performances.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
springovo发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
4秒前
大模型应助老夫子采纳,获得10
4秒前
俊秀的半雪完成签到,获得积分10
4秒前
万能图书馆应助苏源采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
共享精神应助Emma采纳,获得10
7秒前
junyang发布了新的文献求助10
7秒前
十二月完成签到,获得积分10
7秒前
hu完成签到 ,获得积分10
7秒前
爱情哈尔发布了新的文献求助10
8秒前
爆米花应助珍妮采纳,获得10
9秒前
CR7应助springovo采纳,获得20
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
柒_l发布了新的文献求助10
12秒前
Akim应助upsoar采纳,获得10
12秒前
乂贰ZERO叁完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
15秒前
热心市民小红花应助小远采纳,获得10
16秒前
段皖顺完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
水木公完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
马小马完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
禮貌发布了新的文献求助30
24秒前
在水一方应助PYF采纳,获得40
24秒前
坩埚钳完成签到,获得积分10
25秒前
Stsirywtbd完成签到,获得积分10
25秒前
lalala发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
孙雪松完成签到 ,获得积分10
27秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
不知道标题是什么 500
Christian Women in Chinese Society: The Anglican Story 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3962134
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3508388
关于积分的说明 11140655
捐赠科研通 3241036
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1791184
邀请新用户注册赠送积分活动 872809
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803371