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:79
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
刚刚
1秒前
神揽星辰入梦完成签到,获得积分10
1秒前
Leucalypt发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI2S应助张宇博采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助jun采纳,获得30
1秒前
new完成签到,获得积分10
1秒前
WANDour发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
APTX486911发布了新的文献求助30
2秒前
nian完成签到 ,获得积分10
2秒前
ldroc完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
111发布了新的文献求助10
4秒前
CipherSage应助欣慰的乐荷采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
小文关注了科研通微信公众号
5秒前
慕青应助starying采纳,获得10
5秒前
5秒前
小马完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
Lily完成签到,获得积分10
6秒前
123完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
余呀余完成签到 ,获得积分10
7秒前
爆米花应助淡然的小霸王采纳,获得10
7秒前
粗心小熊猫完成签到,获得积分10
7秒前
天真的冥王星完成签到,获得积分10
8秒前
Leucalypt完成签到,获得积分10
8秒前
storm完成签到 ,获得积分10
8秒前
cwm完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
Pyrene完成签到,获得积分10
9秒前
W23完成签到,获得积分20
9秒前
柯同发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
NexusExplorer应助sghpv采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Images that translate 500
引进保护装置的分析评价八七年国外进口线路等保护运行情况介绍 500
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Handbook of Innovations in Political Psychology 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
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 3841198
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3383176
关于积分的说明 10528587
捐赠科研通 3103166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1709180
邀请新用户注册赠送积分活动 822971
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 773733