Accelerating the Reduction Kinetics of V4+ to V3+ on Atomically Fe─N4 Decorated Carbon Nanotubes for Vanadium Electrolyte Preparation

电解质 碳纳米管 催化作用 材料科学 活化能 解吸 动力学 吸附 化学工程 无机化学 物理化学 纳米技术 化学 电极 有机化学 冶金 物理 量子力学 工程类
作者
Shu-Jing Niu,Haopeng Li,Hui Guo,Yong Liu,Yuanhui Cheng
出处
期刊:Small [Wiley]
标识
DOI:10.1002/smll.202405827
摘要

Abstract The high manufacturing cost of vanadium electrolytes is caused by the sluggish kinetics of V 4+ to V 3+ , which restricts the commercialization of all vanadium flow batteries (VFBs). Here, density functional theory calculations first reveal the detailed reaction pathway and point out the rate‐determined step by the desorption of the end product [V(H 2 O) 6 ] 3+ . Catalytic site engineering at the molecular level can optimize the adsorption energy of [V(H 2 O) 6 ] 3+ to boost the kinetics. Furthermore, iron single‐atoms embedded nitrogen‐doped carbon nanotubes (FeSA/NCNT) are designed to decrease the adsorption energy of [V(H 2 O) 6 ] 3+ . The reaction rate constant of FeSA/NCNT toward V 4+ to V 3+ is 1.62 × 10 −7 cm s −1 , 37.5 times that of the commercial carbon catalyst. Therefore, the energy consumption is reduced by 22.5%. Meanwhile, the prepared vanadium electrolyte is of high quality with the ideal oxidation state of + 3.5 without impurities. This work reveals the catalytic mechanism of V 4+ to V 3+ and proposes a simple but practical strategy to reduce the preparation cost of V 3.5+ electrolyte.
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
Singularity应助叶公子采纳,获得10
刚刚
RuiXxxxx完成签到,获得积分10
刚刚
鱼鱼鱼发布了新的文献求助10
3秒前
kgrvlm发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
充电宝应助好好好好好采纳,获得10
4秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
ding应助哒哒哒采纳,获得10
6秒前
苏灿应助xiaojiu采纳,获得30
6秒前
summy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
烟花应助zhaoyali采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
Lucas应助black采纳,获得10
8秒前
完美世界应助刘医生采纳,获得30
8秒前
Sunwenrui发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
9秒前
我睡觉的时候不困完成签到,获得积分10
9秒前
和谐山灵发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
ding应助Cluneeeee采纳,获得10
10秒前
lyy完成签到 ,获得积分10
10秒前
共享精神应助大傻春采纳,获得10
10秒前
10秒前
樱悼柳雪发布了新的文献求助10
10秒前
豆子应助稳重向南采纳,获得20
11秒前
123发布了新的文献求助10
11秒前
Suen发布了新的文献求助10
11秒前
Luisa完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Z可发布了新的文献求助10
12秒前
znn发布了新的文献求助10
12秒前
yunikn完成签到,获得积分20
13秒前
善良傲柏发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
ganjqly应助上官靖采纳,获得10
14秒前
zsy发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Effective Learning and Mental Wellbeing 300
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 3974844
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519270
关于积分的说明 11197844
捐赠科研通 3255496
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1797791
邀请新用户注册赠送积分活动 877187
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806202