Operando Studies of Bismuth Nanoparticles Embedded in N, O‐Doped Porous Carbon for High‐Performance Potassium‐Ion Hybrid Capacitor

材料科学 纳米颗粒 碳纤维 电极 电化学 纳米复合材料 拉曼光谱 储能 纳米技术 化学工程 化学 复合材料 复合数 冶金 物理化学 功率(物理) 物理 光学 量子力学 工程类
作者
Congcong Liu,Qiongqiong Lu,Jiang Qu,Wen Feng,Alexander W. Thomas,Yuxi Li,Ignacio Guillermo Gonzalez Martinez,Cunliang Pan,Daria Mikhailova
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (31) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/smll.202311253
摘要

Abstract A highly viable alternative to lithium‐ion batteries for stationary electrochemical energy‐storage systems is the potassium dual‐ion hybrid capacitor (PIHC), especially toward fast‐charging capability. However, the sluggish reaction kinetics of negative electrode materials seriously impedes their practical implementation. In this paper, a new negative electrode Bi@RPC (Nano‐bismuth confined in nitrogen‐ and oxygen‐doped carbon with rationally designed pores, evidenced by advanced characterization) is developed, leading to a remarkable electrochemical performance. PIHCs building with the active carbon YP50F positive electrode result in a high operation voltage (0.1–4 V), and remarkably well‐retained energy density at a high‐power density (11107 W kg −1 at 98 Wh kg −1 ). After 5000 cycles the proposed PHICs still show a superior capacity retention of 92.6%. Moreover, a reversible mechanism of “absorption‐alloying” of the Bi@RPC nanocomposite is revealed by operando synchrotron X‐ray diffraction and Raman spectroscopy. With the synergistic potassium ions storage mechanism arising from the presence of well‐structured pores and nano‐sized bismuth, the Bi@RPC electrode exhibits an astonishingly rapid kinetics and high energy density. The results demonstrate that PIHCs with Bi@RPC‐based negative electrode is the promising option for simultaneously high‐capacity and fast‐charging energy storage devices.
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
菠萝吹雪发布了新的文献求助10
刚刚
翎儿响叮当完成签到 ,获得积分10
刚刚
深情安青应助lalalal采纳,获得10
刚刚
科研通AI5应助Zoye采纳,获得10
刚刚
wjl完成签到,获得积分10
2秒前
yanhuazi发布了新的文献求助10
2秒前
羊羊羊发布了新的文献求助50
2秒前
充电宝应助BILNQPL采纳,获得10
2秒前
华仔应助张凯采纳,获得10
2秒前
3秒前
叶卿卿完成签到,获得积分20
3秒前
酷波er应助兴奋硬币采纳,获得10
3秒前
4秒前
乐乐应助动听雁山采纳,获得10
4秒前
拥有魔法的小康完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI5应助濯枝雨采纳,获得10
5秒前
王梦瑶发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
希望天下0贩的0应助Mp4采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
11发布了新的文献求助10
9秒前
义气妙之发布了新的文献求助30
9秒前
岁杪发布了新的文献求助10
9秒前
Ice完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
科研通AI5应助yanhuazi采纳,获得10
11秒前
吴博文发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
Echo发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
华仔应助文献求助采纳,获得10
14秒前
15秒前
归尘发布了新的文献求助10
15秒前
打打应助依依采纳,获得10
15秒前
16秒前
waq完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
完美世界应助Leexxxhaoo采纳,获得10
17秒前
18秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
Novel synthetic routes for multiple bond formation between Si, Ge, and Sn and the d- and p-block elements 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3515364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3097702
关于积分的说明 9236476
捐赠科研通 2792578
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1532606
邀请新用户注册赠送积分活动 712198
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 707160