High-Voltage and Ultrastable Aqueous Zinc–Iodine Battery Enabled by N-Doped Carbon Materials: Revealing the Contributions of Nitrogen Configurations

水溶液 电解质 吸附 电池(电) 材料科学 溶解 化学 电化学 无机化学 储能 化学工程 碳纤维 电极 有机化学 冶金 物理化学 复合数 功率(物理) 复合材料 量子力学 工程类 物理
作者
Donglin Yu,Anuj Kumar,Tuan Anh Nguyen,M. Tariq Nazir,Ghulam Yasin
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:8 (36): 13769-13776 被引量:179
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.0c04571
摘要

The rechargeable aqueous zinc–iodine (Zn–I2) battery has emerged as a promising electrochemical energy storage technology. However, poor cycling stability caused by the dissolution of iodine species into the electrolyte limited its practical application. Herein, we report a nitrogen-doped porous carbon (NPC) material in gram scales. Performed as an iodine host in the Zn–I2 battery, the NPC shows a high specific capacity (345.3 mAh g–1 at 0.2 C), superior rate capability (53.2% capacity retention at 10 C), and remarkable cycling stability (10 000 cycles at 10 C with a capacity retention of 80.9%). More importantly, DFT computations reveal that the graphitic-N (N-Q) exhibits the strongest adsorption of iodine; however, pyridinic-N (N-6) shows the weakest adsorption of iodine. Moreover, the N-6/N-Q ratio is an essential parameter that significantly determined the electrochemical performance of Zn–I2 batteries. Therefore, the improved long-term cycling stability and rate capability of the as-designed Zn–I2 battery are attributable to the decrease of the N-6/N-Q ratio. This work is of great significance for devolving highly reversible Zn–I2 batteries.
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
哈喽小雪发布了新的文献求助10
刚刚
含蓄康完成签到,获得积分20
刚刚
小赐完成签到,获得积分10
刚刚
salt7发布了新的文献求助10
1秒前
小菜鸟完成签到,获得积分10
1秒前
可爱的函函应助猪猪hero采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助柯米克采纳,获得10
1秒前
3秒前
3秒前
3秒前
tyx发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
鸢翔flybird发布了新的文献求助10
6秒前
刘xy发布了新的文献求助10
6秒前
wjx发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
木子应助欣喜的秋灵采纳,获得50
7秒前
7秒前
kk应助林宥嘉采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
无奈行恶应助wangwei采纳,获得10
9秒前
勤奋尔冬完成签到 ,获得积分10
9秒前
充电宝应助yw采纳,获得10
10秒前
10秒前
Vincenzo发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
樱悼柳雪发布了新的文献求助10
11秒前
慕青应助哈喽小雪采纳,获得10
11秒前
伍六七完成签到 ,获得积分10
11秒前
田园完成签到,获得积分10
12秒前
凉笙墨染发布了新的文献求助10
12秒前
tikka完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
13秒前
JJun完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
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 3974797
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519250
关于积分的说明 11197623
捐赠科研通 3255405
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1797769
邀请新用户注册赠送积分活动 877156
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806202