Oxygen-induced electrode activation and modulation essence towards enhanced anode redox chemistry for vanadium flow batteries

氧化还原 阳极 材料科学 流动电池 氧气 碳纤维 电化学 电极 化学工程 吸附 纳米技术 析氧 化学 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 冶金 复合数 电解质
作者
Kaiyue Zhang,Chuanwei Yan,Ao Tang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:34: 301-310 被引量:79
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2020.10.005
摘要

The vanadium flow battery (VFB) has seen a promising potential for use in large-scale energy storage. However, the sluggish anode redox chemistry still greatly limits the cycling performance of the VFBs. Herein, we realize an enhanced anode redox chemistry for the VFBs by tailoring the oxygen functional groups on carbon felts via a facile ozone-accelerated acid oxidation method, and more importantly uncover the modulation essence of p-band center in activated carbon felts. By introducing oxygen functional groups, the activated carbon felts exhibit both increased specific surface area and improved hydrophilicity over pristine carbon felts. Material and electrochemical characterizations indicate that an increased oxygen content in the carbon felts can substantially facilitate the V2+/V3+ redox kinetics. Benefiting from the enhanced V2+/V3+ kinetics, the VFB full cell delivers a superior energy efficiency of 72.8 % at 300 mA cm−2, and a long-term cycling stability is also achieved over 600 consecutive charge-discharge cycles at 150 mA cm−2 with only a 6.5% decay in energy efficiency. Most importantly, first principle calculations uncover that the oxygen function groups, especially carboxyl, can enhance the adsorption process but meanwhile to a certain extent suppress the charge transfer process for the V2+/V3+ redox reactions, which highlights the significance of delicate modulation of oxygen function groups on carbon felts to enhancing anode redox chemistry and full cell performance for the VFBs.
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
1秒前
2秒前
3秒前
su完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
罗蜜欧完成签到,获得积分10
4秒前
邵珠洋完成签到,获得积分10
5秒前
mouseJ完成签到,获得积分10
5秒前
狗鱼完成签到,获得积分20
5秒前
碧蓝的青荷完成签到,获得积分20
5秒前
爱笑的静丹完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Aaron完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
8秒前
QY发布了新的文献求助10
8秒前
11秒前
12秒前
听雨完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
安详书蝶完成签到,获得积分10
16秒前
LFY完成签到,获得积分10
16秒前
tyzdbr完成签到,获得积分10
16秒前
xhp发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
七七完成签到 ,获得积分10
17秒前
眯眯眼的难摧完成签到,获得积分20
18秒前
xiaoxi完成签到,获得积分10
19秒前
听雨发布了新的文献求助20
19秒前
ahshxh完成签到,获得积分10
19秒前
renly发布了新的文献求助200
20秒前
Hannah完成签到,获得积分20
21秒前
ents发布了新的文献求助10
22秒前
夜盏丿完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
25秒前
巴啦啦发布了新的文献求助10
27秒前
燕子归来完成签到,获得积分10
27秒前
Hannah发布了新的文献求助10
27秒前
水知寒完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Biology of the Indian Stingless Bee: Tetragonula iridipennis Smith 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 760
2024-2030年中国石英材料行业市场竞争现状及未来趋势研判报告 500
镇江南郊八公洞林区鸟类生态位研究 500
Thermal Quadrupoles: Solving the Heat Equation through Integral Transforms 500
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 4147535
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3684272
关于积分的说明 11640270
捐赠科研通 3378125
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1853944
邀请新用户注册赠送积分活动 916317
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 830251