Unraveling the Design Principles of Crystallographic Orientation for Ultralong, 8500 Cycled Fe‐Ion Battery

材料科学 阳极 箔法 水溶液 吸附 分离器(采油) 电池(电) 密度泛函理论 退火(玻璃) 化学物理 离子 晶界 储能 金属 结晶学 化学工程 同步加速器 草酸盐 纳米技术 热电效应 电偶阳极 表面能 成核 锂离子电池 电容 腐蚀
作者
Chao Cheng,Yalan Gu,Ye Hong,D Wang,Pan Feng,Pan Xiong,Kongjun Zhu,Yuanhui Ji,Yuping Wu,Linfeng Hu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.73744
摘要

ABSTRACT Rechargeable aqueous Fe‐ion batteries using Fe anodes is very promising in stationary grid‐scale energy storage but suffer from hydrogen evolution (HER) and Fe corrosion. Herein, we present new insights on the design principle of crystallographic orientation of the metallic Fe anode for long lifespan, sustainable Fe‐ion batteries. Guided by a density functional theory simulation on optimal surface energy and adsorption energy, we obtained highly [110] oriented Fe by annealing the commercial Fe foil at 1000°C in Ar/H 2 atmosphere. The [110] oriented Fe foil with the maximum exposure of (110) plane shows the significantly decreased lattice defect, residual stress, and grain boundary density. Consequently, side reactions including HER and by‐product formation were well suppressed with enhanced Fe‐ion diffusion and charge transfer kinetics. Significantly, 8540 cycle‐lifespan at 5.0 A g −1 with 99.3% capacity retention was achieved in the full battery, which is not only very prominent in aqueous Fe 2+ ion battery systems, but also surpasses most of aqueous Zn 2+ , Mg 2+ ion batteries recently reported. Our findings demonstrate that uniform epitaxial Fe 2+ electrodeposition along the surface of preferred oriented Fe anode is an effective strategy to address the troublesome HER and corrosion issues in the aqueous battery using low‐cost, industrial Fe element.
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
yoga完成签到,获得积分10
2秒前
胡明月发布了新的文献求助10
4秒前
学术laji完成签到 ,获得积分20
5秒前
小黑完成签到,获得积分10
6秒前
chen完成签到,获得积分20
6秒前
郭濹涵完成签到 ,获得积分10
7秒前
595完成签到,获得积分10
7秒前
陶醉的小海豚完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
常常完成签到,获得积分10
9秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
9秒前
热可可728完成签到,获得积分10
9秒前
南山完成签到 ,获得积分10
11秒前
123完成签到,获得积分10
11秒前
三脸茫然完成签到 ,获得积分0
12秒前
13秒前
苗条映菱完成签到,获得积分10
16秒前
scc完成签到,获得积分10
16秒前
王贤平完成签到,获得积分10
16秒前
Dain完成签到,获得积分10
18秒前
CrsCrsCrs完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
Nsy9802完成签到,获得积分10
20秒前
sscss发布了新的文献求助10
21秒前
科研通AI6.4应助snack采纳,获得10
22秒前
22秒前
烟花弥漫完成签到 ,获得积分10
24秒前
火星种芹菜完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
科研通AI6.4应助好好好采纳,获得10
27秒前
Liugz完成签到,获得积分10
28秒前
科比完成签到,获得积分10
28秒前
木子林夕完成签到,获得积分10
28秒前
胡明月发布了新的文献求助10
29秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
pingbaby完成签到 ,获得积分10
32秒前
Jin完成签到,获得积分10
32秒前
32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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 500
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7627390
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9201950
关于积分的说明 19728471
捐赠科研通 7197314
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273849
关于科研通互助平台的介绍 2436168
邀请新用户注册赠送积分活动 2269930