Biomass-derived porous carbon with single-atomic cobalt toward high-performance aqueous zinc-sulfur batteries at room temperature

硫黄 阴极 水溶液 碳纤维 多孔性 电解质 电化学 材料科学 催化作用 无机化学 化学工程 电极 化学 冶金 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 复合数
作者
Shenfei Zhao,Xiaoshuai Wu,Jiliang Zhang,Chunjie Li,Chunjie Li,Zixiang Cui,Weihua Hu,Ruguang Ma,Chang Ming Li,Chang Ming Li
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:95: 325-335 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2024.03.054
摘要

Aqueous zinc-sulfur batteries at room temperature hold great potential for next-generation energy storage technology due to their low cost, safety and high energy density. However, slow reaction kinetics and high activation energy at the sulfur cathode pose great challenges for the practical applications. Herein, an innovative biomass-derived carbon-supported single-atomic cobalt material (MMPC-Co) is synthesized as the cathode in Zn-S batteries. Results clearly indicate that the catalysis of single-atom Co sites greatly promotes the transform of the cathode electrolyte interface (CEI) on the cathode surface, while offering accelerated charge transfer rate for high conversion reversibility and large electrochemical surface area (ECSA) for high electrocatalytic current. Furthermore, the rich pore structure not only physically limits sulfur loss, but also accelerates the transport of zinc ions. In addition, the large pore volume of MMPC-Co is able to relieve the stress effect caused by the volume expansion of ZnS during charge/discharge cycles, thereby maintaining the stability of the electrode intact structure. Consequently, the sulfur cathode maintains a high specific capacity of 729.96 mA h g−1 after 500 cycles at 4 A g−1, which is much better than most cathode materials reported in the literature. This work provides new insights into the design and development of room-temperature aqueous Zn-S 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
琅琊为刃发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
孤标傲世完成签到,获得积分10
3秒前
官官完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
叉叉完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
Owen应助静好采纳,获得10
5秒前
5秒前
yu发布了新的文献求助10
5秒前
yhz123发布了新的文献求助10
5秒前
Ran发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.2应助李悟尔采纳,获得10
6秒前
地精术士完成签到,获得积分10
6秒前
不喜发布了新的文献求助10
6秒前
充电宝应助Rose采纳,获得10
6秒前
CC完成签到 ,获得积分10
7秒前
西格玛发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
无极微光应助edward采纳,获得20
8秒前
8秒前
易念发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
001发布了新的文献求助10
9秒前
Chocolate完成签到,获得积分10
10秒前
不安的凉面完成签到 ,获得积分20
10秒前
hsing完成签到,获得积分10
10秒前
爱听歌发布了新的文献求助50
11秒前
汉堡包应助62ccc采纳,获得10
11秒前
斯文败类应助默默荔枝采纳,获得30
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
草木发布了新的文献求助10
13秒前
元元发布了新的文献求助10
13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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
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 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6385902
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8199648
关于积分的说明 17344828
捐赠科研通 5439542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876700
邀请新用户注册赠送积分活动 1853164
关于科研通互助平台的介绍 1697302