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CRC论文推荐┃ 由咖啡渣带来的电池革命

已有 1220 次阅读 2024-2-22 14:29 |系统分类:科研笔记

这项研究带来了电池技术的突破,即用咖啡渣生产钠离子电池的高性能掺磷硬碳阳极。磷(2M H3PO4) 的最佳掺杂度可以增强电化学性能,在 20mA g-1下具有341mAh g-1的显著可逆容量和 83%的初始库仑功率。多孔结构、增加的夹层空间以及 C-P的连接使材料具有出色的性能,这项研究标志着可持续能源存储解决方案的一个突破。

一支来自哈萨克斯坦和韩国的研究小组使用咖啡渣作为前身物、H3PO4作为掺杂剂成功合成磷掺杂硬碳。该研究的重点是确定最佳掺杂水平,以最大限度地将磷离子纳入碳骨架中,从而提高材料作为钠离子电池(SIB)阳极的电化学性能。

该研究的一个值得注意的方面是使用咖啡残渣作为硬碳合成的前体材料。考虑到全球每年处理约1800 万吨的咖啡残渣,这项研究不仅具有环保意义,而且也充分利用了咖啡残渣特有的木质纤维素。这一研究成果解决了锂资源分布不均和稀缺带来的挑战,为钠离子电池开发提供了替代解决方案。

研究人员进一步改变了H3PO4的浓度,发现使2M的掺杂剂可以使作为阳极材料的硬碳具有良好的电化学性能。所得的磷掺杂硬碳(在1300℃下碳化后)表现出341mAh g-1的可逆容量(20mA g-1的电流密度下),初始库仑功率为83%。这些结果凸显了磷掺杂硬碳在增强钠离子电池储能能力方面的巨大潜力。

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孔隙填充区域的容量

总体而言,该研究为钠离子电池中磷掺杂硬碳的合成和优化提供了有价值的探索,强调了前体物、掺杂剂和碳化条件的重要性。这些发现对于开发更高效、更可持续的储能解决方案具有重要意义,特别是在钠离子电池方面。

该项研究现已发表在期刊Carbon Resources Conversion上,欢迎领域内专家、学者阅读、下载!

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Kalibek, M., et al., From food waste to high-capacity hard carbon for rechargeable sodium-ion batteries, Carbon Resources Conversion, Volume 7, Issue 3,Pages 100225

https://doi.org/10.1016/j.crcon.2024.100225

Carbon Resources Conversion (CRC) 是一本专注于碳资源转化的国际学术期刊。

沈阳化工大学校长许光文教授和希腊雅典农业大学食品科学与人类营养学系Seraphim Papanikolaou教授担任主编。

期刊自2018年创刊以来,致力于推广碳资源基础研究和工业发展方向的优质学术文章,主要发表包括化石资源、生物质、有机废弃物、碳基平台化合物等各种碳资源清洁、高效、增值、低碳利用相关的基础研究和工业开发成果。期刊编委成员包括来自中国、美国、英国、法国、日本、韩国等多个国家的知名学者。

目前,期刊入选2021年中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目;2023年CiteScore:8.8;首个Impact Factor:6 。

同时被ESCI、EI Compendex、DOAJ、INSPEC、Scopus、CAS等重要数据库收录。

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