Regeneration of Activated Sludge into SiO2-Decorated Heteroatom-Doped Porous Carbon as Advanced Electrodes for Li–S Batteries

多硫化物 材料科学 杂原子 化学工程 吸附 X射线光电子能谱 煅烧 硫黄 电导率 扩散 电极 化学 催化作用 有机化学 冶金 戒指(化学) 物理化学 工程类 物理 热力学 电解质
作者
Xiongzhi Yang,Jinzhu Jia,Linghao Sun,Guangsheng Huang,Junli Zhou,Ruanming Liao,Zhonghui Wu,Lin Yu,Zhen‐Bo Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (8): 10660-10669 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acsami.2c20895
摘要

The regeneration of harmful activated sludge into an energy source is an important strategy for municipal sludge treatment and recycling. Herein, SiO2-modified N,S auto-doped porous carbon (NSC@SiO2) with high conductivity (70 S m-1) is successfully obtained through a simple calcination method of the activated sludge from wastewater treatment. Further, P-doped NSC@SiO2 (NSPC@SiO2) is designed to achieve a higher surface area (891 m2 g-1 vs 624 m2 g-1), a larger pore volume (0.87 cm3 g-1 vs 0.08 cm3 g-1), and more carbon defects. Due to its special structure, NSPC@SiO2 is used as a sulfur host of lithium-sulfur batteries. The results of polysulfide adsorption experiments, S 2p X-ray photoelectron spectra (XPS), Li2S nucleation experiments, polysulfide symmetric cells, measurement of the galvanostatic intermittent titration (GITT), polarization voltage difference, lithium-ion diffusion rate, and Tafel slope verified that NSPC@SiO2 greatly improved the adsorption capacity of polysulfides, lowered the barrier to Li2S formation and the internal resistances of cells, and accelerated Li+ ion diffusion and the reaction kinetics of polysulfide conversion, resulting in the excellent performance of polysulfide capture and superior rate performance and cyclic stability. By comparing NSPC@SiO2 with NSC@SiO2, a higher initial capacity (1377 mAh g-1 vs 1150 mAh g-1 at 0.1C), better rate capacity (912 mAh g-1 vs 719 mAh g-1 at 2C), and low capacity decay (0.094% per cycle within 200 cycles) are obtained. Our work provides direction for the treatment, disposal, and resource utilization of activated sludge.
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
激动的曼梅完成签到 ,获得积分10
4秒前
见物思理完成签到 ,获得积分10
6秒前
关神完成签到 ,获得积分10
9秒前
tszjw168完成签到 ,获得积分10
11秒前
amy完成签到,获得积分10
12秒前
qihang1254144328完成签到 ,获得积分10
13秒前
Windsyang完成签到,获得积分10
14秒前
李盛男完成签到,获得积分10
21秒前
GXW完成签到,获得积分10
25秒前
Monroe完成签到 ,获得积分10
29秒前
传奇3应助flyingpig采纳,获得10
30秒前
33秒前
黄天完成签到 ,获得积分10
39秒前
HFH应助Lny采纳,获得10
40秒前
缺角地图完成签到 ,获得积分10
41秒前
漂亮姐姐完成签到 ,获得积分10
46秒前
青水完成签到 ,获得积分10
48秒前
拉长的芷烟完成签到 ,获得积分10
52秒前
王kk完成签到 ,获得积分10
53秒前
CharlesRoue完成签到,获得积分10
56秒前
江小山完成签到 ,获得积分10
56秒前
朱洪帆发布了新的文献求助10
57秒前
围城完成签到 ,获得积分10
58秒前
Meteor636完成签到 ,获得积分10
58秒前
灵巧的长颈鹿完成签到,获得积分10
1分钟前
meimale完成签到,获得积分10
1分钟前
jimmy_bytheway完成签到,获得积分0
1分钟前
maclogos完成签到,获得积分10
1分钟前
竹林听风完成签到,获得积分20
1分钟前
雨水完成签到,获得积分0
1分钟前
zhangmw完成签到 ,获得积分10
1分钟前
墨z完成签到 ,获得积分10
1分钟前
dandanpang发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
在水一方应助飞翔采纳,获得10
1分钟前
薄荷心完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
FL完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
xiaxia42完成签到 ,获得积分0
1分钟前
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 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
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
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 7521880
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9108863
关于积分的说明 19447370
捐赠科研通 7125234
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3254909
关于科研通互助平台的介绍 2423118
邀请新用户注册赠送积分活动 2241705