Rational design of carbon anodes by catalytic pyrolysis of graphitic carbon nitride for efficient storage of Na and K mobile ions

材料科学 阳极 电化学 纳米片 碳纤维 化学工程 介电谱 石墨氮化碳 储能 插层(化学) 热解 催化作用 无机化学 纳米技术 电极 复合数 复合材料 有机化学 化学 物理化学 光催化 工程类 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Wenli Zhang,Minglei Sun,Jian Yin,Wenxi Wang,Gang Huang,Xueqing Qiu,Udo Schwingenschlögl,Husam N. Alshareef
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:87: 106184-106184 被引量:66
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106184
摘要

Sodium-ion batteries (SIBs) and potassium-ion batteries (PIBs) are potential cost-effective electrochemical energy storage devices for future grid-scale energy storage. However, the limited capacities of carbonaceous anodes hamper their commercial development. Edge-nitrogen doping has been demonstrated as an effective strategy to enhance the reversible capacities of carbonaceous anodes. In this work, we demonstrate a general strategy to synthesize three-dimensional high edge-nitrogen doped turbostratic carbons (3D-ENTC) through catalytic pyrolysis of graphitic carbon nitride, which is enabled by metal cyanamides. The 3D-ENTC exhibits a three-dimensional carbon nanosheet framework with a high edge-nitrogen doping level of 18.9 at% and a total nitrogen doping level of 21.2 at%. Further, 3D-ENTC displays high capacities of 420 and 403 mA h g−1 at a current density of 50 mA g−1, high rate capabilities, and superior cycling stability when used as the anodes of PIBs and SIBs, respectively. The different charge storage mechanisms of 3D-ENTC anodes in PIBs and SIBs are elucidated by in situ electrochemical impedance spectroscopy. We find that 3D-ENTC stores Na+ ions mainly by adsorption, while 3D-ENTC stores K+ ions by adsorption and intercalation. This work opens a new avenue for designing high edge-nitrogen doped carbon anodes for SIBs and PIBs.
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
bk201完成签到 ,获得积分10
刚刚
@A完成签到,获得积分10
刚刚
火儿完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
peng完成签到 ,获得积分10
1秒前
落后千雁完成签到,获得积分10
1秒前
Clarkman完成签到,获得积分10
1秒前
和春住完成签到,获得积分10
1秒前
cL发布了新的文献求助10
1秒前
牛来发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
水牛完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
呜呜完成签到,获得积分20
4秒前
Zxy完成签到 ,获得积分10
4秒前
kunny完成签到 ,获得积分10
5秒前
震动的听安完成签到,获得积分10
5秒前
爱听歌尔蓝完成签到,获得积分20
6秒前
Panchael完成签到,获得积分10
6秒前
二季发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
zhaoning发布了新的文献求助10
6秒前
woshi123应助天冷了hhhdh采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
CipherSage应助牛八先生采纳,获得10
7秒前
丢一池月光完成签到,获得积分10
7秒前
Mystttic发布了新的文献求助10
7秒前
叁叁肆完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
老实黑猫发布了新的文献求助10
8秒前
文雨完成签到,获得积分10
8秒前
tan关闭了tan文献求助
8秒前
小范完成签到 ,获得积分10
9秒前
瘦瘦秋凌完成签到 ,获得积分10
9秒前
余如龙完成签到,获得积分10
9秒前
kaikaifilu完成签到 ,获得积分10
11秒前
呵呵呵呵完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7557927
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9140028
关于积分的说明 19536267
捐赠科研通 7147542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3261295
关于科研通互助平台的介绍 2427790
邀请新用户注册赠送积分活动 2250628