Fast and stable lithium extraction enabled by less-defective graphene supported LiMn2O4 conductive networks in hybrid capacitive deionization

电容去离子 石墨烯 电极 材料科学 卤水 吸附 化学工程 溶解 电容 电导率 锂(药物) 电容感应 纳米技术 电化学 化学 电气工程 医学 有机化学 物理化学 内分泌学 工程类
作者
Hongmei Zhang,Zhihui Huang,Lu Zhao,Zhiyuan Guo,Jing Wang,Jie Liu,Yingying Zhao,Fei Li,Panpan Zhang,Zhiyong Ji
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:482: 148802-148802 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.148802
摘要

Hybrid capacitive deionization (HCDI) technology for lithium (Li+) extraction from brine has received growing concern owing to its easy operation, low energy consumption, and environmental friendliness. LiMn2O4 (LMO) as an affordable Li+ extraction material offers a high theoretical capacity, while the slow ion insertion kinetics and unavoidable Mn dissolution restrict its wide usage. Herein, an LMO-based electrode supported by less-defective (inherent lattice defects and oxygen-containing defects), interconnected graphene conductive networks is proposed for fast and stable Li+ extraction from brine using HCDI. The rGO/LMO electrode displays an excellent conductivity of 0.42 S·cm−1 and a high specific capacitance of 418.26 F·g−1. In the HCDI system, the rGO/LMO electrode delivers a Li+ adsorption capacity up to 4.34 mmol·g−1 with a rapid adsorption rate of 0.33 mmol·g−1·min−1 (0.05 mol·L–1 LiCl, 1.0 V), demonstrating both of the outstanding adsorption capacity and rate abilities as defined by Ragone plots. In a solution with a high Mg2+/Li+ molar ratio of 20, the separation factor can reach 71.32. By employing rGO/LMO electrode to simulated Atacama brine, the separation factor of Li+ from Na+, K+, Ca2+, and Mg2+ are calculated to be 473.89, 74.86, 63.07, and 38.55. Particularly, the rGO/LMO electrode shows remarkable cycling stability with a capacity retention rate of 90.73 % (50 cycles). This developed less-defective graphene-wrapped LMO electrode holds significant importance in enhancing selective Li+ extraction performance with fast rate and stability.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
可爱的函函应助soaring采纳,获得10
1秒前
懵懂的海露完成签到,获得积分10
1秒前
wjswift完成签到,获得积分10
3秒前
Saranaaa完成签到,获得积分10
5秒前
cindy完成签到 ,获得积分10
5秒前
丘比特应助WestHoter采纳,获得10
5秒前
5秒前
那小子真帅完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
炙热友安完成签到,获得积分10
9秒前
OMR123完成签到,获得积分10
10秒前
左丘映易完成签到,获得积分0
10秒前
小吴发布了新的文献求助10
11秒前
yyy2025完成签到,获得积分10
14秒前
修士完成签到 ,获得积分10
14秒前
shining完成签到,获得积分10
15秒前
太想毕业了完成签到,获得积分10
15秒前
卢雅妮完成签到 ,获得积分10
15秒前
gfreezer完成签到,获得积分10
16秒前
111完成签到 ,获得积分10
17秒前
qwf完成签到 ,获得积分10
18秒前
july7292完成签到,获得积分10
21秒前
沙沙完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
俭朴的宛完成签到 ,获得积分10
26秒前
真金小子完成签到 ,获得积分10
26秒前
研友完成签到,获得积分0
26秒前
Accept完成签到,获得积分10
27秒前
yi完成签到 ,获得积分10
30秒前
搜集达人应助胡小壳采纳,获得10
30秒前
MY完成签到,获得积分10
31秒前
庾楼月宛如昨完成签到 ,获得积分10
31秒前
萌萌哒完成签到,获得积分10
38秒前
卫东完成签到,获得积分0
39秒前
大力的向日葵完成签到,获得积分10
41秒前
乐乐应助loading采纳,获得10
45秒前
青山完成签到,获得积分10
45秒前
zhangjw完成签到 ,获得积分10
45秒前
天天快乐应助颜色渐变采纳,获得10
45秒前
张虹完成签到,获得积分10
46秒前
高分求助中
【请各位用户详细阅读此贴后再求助】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 1000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4043934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3581754
关于积分的说明 11384402
捐赠科研通 3308938
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1821254
邀请新用户注册赠送积分活动 893613
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815776