Lignocellulolytic Bacterial Engineering for Tailoring the Microstructure of Hard Carbon as a Sodium-Ion Battery Anode with Fast Plateau Kinetics

化学 阳极 动力学 高原(数学) 微观结构 离子 电池(电) 碳纤维 化学工程 钠离子电池 电极 复合材料 物理化学 热力学 有机化学 结晶学 量子力学 复合数 功率(物理) 数学分析 材料科学 法拉第效率 数学 工程类 物理
作者
Si‐Jie Jiang,Yan‐Song Xu,Xiaowen Sun,Lin Chen,Yun‐Nuo Li,Lin Li,Feifei Cao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (10): 8088-8092 被引量:89
标识
DOI:10.1021/jacs.4c15593
摘要

Lignocellulosic biomass-derived pyrolysis hard carbon (LCB-HC) shows promising commercial potential as an anode material for sodium-ion batteries (SIBs). LCB compromises multiple biopolymer carbon sources, including cellulose, hemicellulose, and lignin, which influence the formation and microstructure of pyrolysis HC. However, the poor plateau kinetics of LCB-HC is one of the main obstacles that severely limits its energy density with high power density, which could be attributed to the narrow interlayer distance and the lack of abundant closed pores for the intercalation/filling of Na+. Herein, we proposed a bottom-up approach to tailoring the microstructure of LCB-HC by regulating the components of the LCB precursor at the molecular level using bioenzymes secreted by lignocellulolytic bacteria. This mild and efficient enzymatic hydrolysis pathway partially depolymerized the biopolymers of basswood specifically, thereby enabling the construction of a small curved-graphite domain architecture with increased closed pores and an enlarged interlayer distance of LCB-HC, benefiting the low-voltage plateau Na+ storage with accelerated kinetics. As a result, the basswood-derived HC delivers a reversible capacity of 366.4 mAh g–1 and performed remarkable plateau capacity retainability with a high proportion of 74.3% even with increased current density to 1000 mA g–1. Such a microbial-chemistry-assisted approach provided insights into tailoring the microstructure of LCB-HC to construct high-performance SIB anode materials.
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
liu完成签到,获得积分10
2秒前
听见完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Linky完成签到 ,获得积分10
2秒前
zzz完成签到,获得积分20
3秒前
5秒前
小号完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
jnshen完成签到 ,获得积分10
10秒前
maodeshu发布了新的文献求助30
13秒前
一人完成签到 ,获得积分10
15秒前
sjx_13351766056完成签到 ,获得积分10
16秒前
aajhajkahna举报zzz求助涉嫌违规
17秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得20
17秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
Wenyu发布了新的文献求助100
20秒前
21秒前
zy关闭了zy文献求助
25秒前
浅蓝色的盛夏完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
森sen完成签到 ,获得积分10
29秒前
甜甜圈完成签到 ,获得积分10
30秒前
卡卡完成签到 ,获得积分10
30秒前
Ziang_Liu完成签到 ,获得积分10
30秒前
32秒前
隐形曼青应助maodeshu采纳,获得10
34秒前
36秒前
ARIA完成签到 ,获得积分10
37秒前
hooqueen完成签到 ,获得积分10
38秒前
所所应助华华华采纳,获得10
38秒前
Wenyu完成签到,获得积分10
40秒前
三伏天完成签到,获得积分10
41秒前
CWC完成签到,获得积分10
41秒前
kellyzhang完成签到 ,获得积分10
42秒前
开放蓝天完成签到 ,获得积分10
44秒前
科研通AI6.4应助华华华采纳,获得10
50秒前
大胆的微笑完成签到 ,获得积分10
55秒前
漉浔完成签到 ,获得积分10
55秒前
aajhajkahna举报zzz求助涉嫌违规
57秒前
自由的尔蓉完成签到 ,获得积分10
58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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
the fractional Laplacian 400
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 7668050
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9236700
关于积分的说明 19881028
捐赠科研通 7237217
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284036
关于科研通互助平台的介绍 2442942
邀请新用户注册赠送积分活动 2285554