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
刚刚
1秒前
务实乘云发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
深情安青应助Alarack采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
echoxj发布了新的文献求助10
3秒前
y741完成签到,获得积分0
3秒前
潇湘雪月完成签到,获得积分10
4秒前
领导范儿应助sxpab采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.2应助小圈圈采纳,获得10
5秒前
无极微光应助赵天圻采纳,获得20
5秒前
李健的小迷弟应助dang采纳,获得10
5秒前
6秒前
突突不会秃完成签到,获得积分10
6秒前
ions应助紧张的板凳采纳,获得20
7秒前
泛泛之交完成签到,获得积分10
8秒前
佳jia发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
小熊完成签到,获得积分10
9秒前
wan发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
王伯文发布了新的文献求助10
9秒前
wan完成签到 ,获得积分10
10秒前
辛巴完成签到 ,获得积分10
10秒前
香蕉觅云应助田田采纳,获得10
10秒前
10秒前
一一完成签到,获得积分10
10秒前
啊这应助ketaman采纳,获得10
12秒前
SGQT应助壳壳采纳,获得10
12秒前
cjmlslddjd完成签到,获得积分10
12秒前
cdercder应助壳壳采纳,获得10
12秒前
星辰大海应助壳壳采纳,获得10
12秒前
努力哥完成签到,获得积分10
12秒前
斯文败类应助壳壳采纳,获得10
12秒前
CC完成签到,获得积分10
13秒前
wu完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6934438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8621494
关于积分的说明 18286119
捐赠科研通 6361168
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3074890
关于科研通互助平台的介绍 2112110
邀请新用户注册赠送积分活动 2052383