Mass Transfer and Reaction Kinetic Enhanced Electrode for High‐Performance Aqueous Flow Batteries

过电位 氧化还原 流动电池 电极 材料科学 传质 电化学 化学工程 电化学动力学 润湿 剥脱关节 石墨烯 化学 纳米技术 热力学 复合材料 物理化学 电解质 工程类 物理 冶金
作者
Alolika Mukhopadhyay,Yang Yang,Yifan Li,Yong Chen,Hongyan Li,Avi Natan,Yuanyue Liu,Daxian Cao,Hongli Zhu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:29 (43) 被引量:97
标识
DOI:10.1002/adfm.201903192
摘要

Abstract A scalable and efficient process to modify electrodes with enhanced mass transfer and reaction kinetics is critical for redox flow batteries (RFBs). For the first time, this work introduces electrochemical exfoliation as a surface modification method of graphite felt (GF) to enhance the mass transfer and reaction kinetics in RFBs. Anion intercalation and subsequent gas evolutions at room temperature for one minute expand the graphite layers that increase the electrode surface area. Meanwhile, sufficient oxygen functional groups are introduced to the electrode, resulting in enhanced reaction kinetics and improved hydrophilicity. Further, spin‐polarized density functional theory is employed to reveal the role of oxygen functional groups in accelerating the vanadium redox reaction. Benefitting from sufficient oxygen groups, larger surface area, and superior wettability, the as‐prepared exfoliated GF (E‐GF) shows exceptional electrocatalytic activity with minimized overpotential, higher volumetric capacity, and improved energy efficiency. The redox flow battery assembled with the E‐GF electrode delivers voltage and energy efficiencies of 89.72% and 86.41% at the current density of 100 mA cm −2 , respectively. Remarkably, compared to the traditional GF treatment method, the elimination of the high temperature and long‐time treatment processes make this approach much more energy and time efficient, scalable, and affordable for large‐scale manufacturing.
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
未来大牛发布了新的文献求助10
2秒前
研友_LB3r3n发布了新的文献求助10
2秒前
凌时爱吃零食完成签到,获得积分0
4秒前
5秒前
今后应助英勇的醉易采纳,获得30
5秒前
Hello应助Re采纳,获得10
5秒前
6秒前
一亩蔬菜完成签到,获得积分10
6秒前
共享精神应助王艺欣采纳,获得10
7秒前
skearthy应助韦映菡采纳,获得200
7秒前
8秒前
wangjie完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
hebrews完成签到,获得积分10
10秒前
颖南婉发布了新的文献求助10
10秒前
秋风应助周一采纳,获得50
10秒前
10秒前
11秒前
未来大牛完成签到,获得积分20
11秒前
气球发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
mhr发布了新的文献求助10
13秒前
1111完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
风和日li完成签到,获得积分0
14秒前
carolsoongmm完成签到,获得积分10
16秒前
追梦的小孩子完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
blusky发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19秒前
dmj关注了科研通微信公众号
20秒前
敏感的萤完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
舒心十八发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
tww完成签到 ,获得积分10
22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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 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 7727982
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9280546
关于积分的说明 20137328
捐赠科研通 7305555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302656
关于科研通互助平台的介绍 2455850
邀请新用户注册赠送积分活动 2310832