A uniformly distributed bismuth nanoparticle-modified carbon cloth electrode for vanadium redox flow batteries

材料科学 电极 化学工程 氧化还原 流量(数学) 纳米颗粒 纳米技术 无机化学 碳纤维 复合材料 化学 冶金 机械 物理 复合数 物理化学 工程类
作者
Haoran Jiang,Y.K. Zeng,Maochun Wu,Wei Shyy,T.S. Zhao
出处
期刊:Applied Energy [Elsevier BV]
卷期号:240: 226-235 被引量:100
标识
DOI:10.1016/j.apenergy.2019.02.051
摘要

In this work, a bottom-to-up strategy is adopted to design, fabricate and test a uniformly distributed bismuth nanoparticle-modified carbon cloth electrode for vanadium redox flow batteries (VRFBs). The first-principles study reveals that increasing the number of oxygen-functional groups on the surface of carbon fibers can promote the uniform distribution of electrodeposited bismuth nanoparticles, which increases the effective surface areas and active sites. Results also show that the oxygen-functional groups and bismuth exhibit a synergistically catalytic effect, which enhances the kinetics of redox reactions. Therefore, carbon cloth substrate with a high content of oxygen-functional groups is fabricated and tested. The material and electrochemical characterizations, including scanning electron microscope (SEM), cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), verify the predictions of the first-principles study. Battery tests show that the VRFBs with the prepared electrode enables an energy efficiency of 88.4% at 160 mA cm−2, 19.6% higher than that with the original electrode. Additionally, the battery is capable of delivering an energy efficiency of 80.1% at a high current density of 320 mA cm−2, which are among the highest performances in the open literature. Finally, it is also proved that the prepared bismuth nanoparticle-modified carbon cloth electrode outperforms the bismuth nanoparticle-modified carbon paper electrode, ascribed to the excellent ion/mass transport properties of carbon cloth.
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
cdercder应助薛定谔的猫采纳,获得10
刚刚
6秒前
乖乖君完成签到 ,获得积分10
7秒前
七七八八完成签到,获得积分10
7秒前
FashionBoy应助sparkle采纳,获得10
8秒前
11秒前
humengxiao发布了新的文献求助10
13秒前
Jasper应助kai采纳,获得10
16秒前
LIJINGGE发布了新的文献求助10
16秒前
Sss发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
等待霸完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
zhang完成签到,获得积分20
24秒前
小蘑菇应助Raymond采纳,获得10
28秒前
29秒前
30秒前
32秒前
LIJINGGE发布了新的文献求助10
34秒前
海人发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
动听半雪发布了新的文献求助10
38秒前
41秒前
librahapper发布了新的文献求助10
46秒前
研友_8QxN1Z完成签到,获得积分10
47秒前
慕青应助直率的花生采纳,获得10
49秒前
yyy完成签到,获得积分10
49秒前
52秒前
运敬完成签到 ,获得积分10
55秒前
xiong完成签到,获得积分10
56秒前
研友_VZG7GZ应助librahapper采纳,获得10
57秒前
58秒前
匹诺曹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ni关注了科研通微信公众号
1分钟前
1分钟前
1分钟前
情怀应助闪闪雅阳采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778761
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324313
关于积分的说明 10217843
捐赠科研通 3039436
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668081
邀请新用户注册赠送积分活动 798544
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758401