Design of VN anode catalyst towards enhanced kinetics for vanadium flow batteries

阳极 材料科学 流动电池 电化学 氮化钒 电极 介孔材料 催化作用 电子转移 电催化剂 电化学动力学 化学工程 纳米技术 氮化物 化学 电解质 图层(电子) 物理化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Lan-Tong Cui,Qiming Zhang,Yufeng Liao,Yuning Sun,Qian Wang,Qinzhi Lai
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:468: 143711-143711 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.143711
摘要

The all-vanadium flow battery (VFB) constantly suffers from sluggish kinetics for the negative electrodes, restricting its operation ability at high current density. To develop an effective catalyst for anode materials, vanadium nitride (VN) is synthesized to decorate the carbon felt (VN-CF). The unique 1-dimension structure and mesoporous character of VN nanorods are beneficial to the mass transfer in the liquid phase. More importantly, by DFT calculation, VN demonstrates strong adsorption energy to the hydrated vanadium ions, thus effectively shortening the distance between reactants and the electrode and accelerating the electron transfer process, which could significantly improve the electrochemical kinetics, from the perspective of the classical electric double layer model theory. As a result, the VN-CF anode exhibits an energy efficiency up to 72.17% at a high current density of 200 mA cm−2, 3.84% higher than the pristine carbon felt electrode. Additionally, the VFB equipped with VN-CF electrode demonstrates superior cycling stability and high-capacity retention. This work provides an innovative idea to uncover the underlying catalytic mechanism of VN, which can also guide the research direction for the high-performance electrocatalyst of VFB in the future.
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
Jasper应助豆小豆采纳,获得10
刚刚
科研爱好者完成签到,获得积分10
刚刚
李爱国应助沐沐采纳,获得10
1秒前
wol007完成签到 ,获得积分10
3秒前
xuj1245发布了新的文献求助10
4秒前
李萍完成签到,获得积分20
5秒前
lululullulu完成签到,获得积分10
5秒前
怕孤单的棒棒糖完成签到,获得积分10
5秒前
舒适涵山完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
化工兔完成签到,获得积分10
6秒前
Laity完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
传奇3应助yao采纳,获得10
9秒前
meimale完成签到,获得积分10
10秒前
充电宝应助啦啦啦小困困采纳,获得10
12秒前
Oct_Y完成签到,获得积分10
12秒前
chemier027完成签到,获得积分10
13秒前
Joaquin完成签到,获得积分10
13秒前
雨寒完成签到 ,获得积分10
13秒前
qsh完成签到 ,获得积分10
13秒前
望远山完成签到,获得积分10
13秒前
随机发发布了新的文献求助10
14秒前
aaa完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
Sera完成签到,获得积分10
17秒前
planto完成签到,获得积分10
18秒前
kyle完成签到 ,获得积分10
18秒前
whandzxl完成签到,获得积分10
18秒前
大模型应助诗与画中仙yu采纳,获得10
19秒前
无辜的星星完成签到,获得积分10
19秒前
遮天完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
火星上白羊完成签到,获得积分10
20秒前
calico完成签到,获得积分10
21秒前
舒适一笑完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
Mitori完成签到,获得积分10
22秒前
向阳花完成签到,获得积分10
22秒前
123完成签到 ,获得积分10
23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
Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets, Second Edition 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6246853
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8070270
关于积分的说明 16846316
捐赠科研通 5322975
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2834298
邀请新用户注册赠送积分活动 1811806
关于科研通互助平台的介绍 1667572