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:200
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
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
刚刚
搜集达人应助ybigwhite采纳,获得10
刚刚
1秒前
anbiii发布了新的文献求助10
1秒前
大模型应助李庆林采纳,获得10
1秒前
上官若男应助6rkuttsmdt采纳,获得10
1秒前
tp完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
lsly发布了新的文献求助10
2秒前
skywet发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Stella应助Arctic采纳,获得10
3秒前
呐呐呐发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.1应助jessica采纳,获得10
3秒前
3秒前
的的的发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
田様应助愉快的宛儿采纳,获得10
4秒前
李佳发布了新的文献求助10
4秒前
西门发发发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
yi111完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
CipherSage应助洛城l采纳,获得10
5秒前
洁净的乌发布了新的文献求助10
6秒前
coco完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
一生所爱发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
bkagyin应助emo小熊采纳,获得10
8秒前
8秒前
倚栏听风发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
青予完成签到,获得积分10
9秒前
FashionBoy应助anbiii采纳,获得10
9秒前
殊荣发布了新的文献求助10
9秒前
cyy完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
(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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 1100
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Proceedings of the Fourth International Congress of Nematology, 8-13 June 2002, Tenerife, Spain 500
Le genre Cuphophyllus (Donk) st. nov 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5939513
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7049781
关于积分的说明 15878946
捐赠科研通 5069550
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2726717
邀请新用户注册赠送积分活动 1685268
关于科研通互助平台的介绍 1612673