生物:地球上丰富的二维材料作为/纳离子电池的可持续阳极
Atin Pramanik1, Preeti Lata Mahapatra2, Raphael Tromer3
1Department of Material Science and NanoEngineering, Rice University, Houston, Texas 77005, United States.
ACS applied materials & interfaces
|January 3, 2024
概括
来自天然矿石的超薄生物 (2D生物) 作为离子和离子电池的阳极表现出色,提供长期循环稳定性和高容量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 天然矿石为储能材料提供可持续和具有成本效益的资源.
- 开发用于离子和离子电池的高性能阳极对于下一代能源存储至关重要.
研究的目的:
- 为了研究脱皮超薄生物 (2D生物) 作为离子和离子电池的阳极材料的潜力.
- 为了评估2D生物的电化学性能和循环稳定性.
主要方法:
- 大量剥离天然生物石以产生超薄的2D生物层.
- 电化学测试2D生物作为离子和离子电池配置中的阳极.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明离子间机制.
主要成果:
- 2D生物的第一个周期特异性充电容量为302mAhg-1的离子和141mAhg-1的纳离子应用.
- 取得了大约90%的初始库伦比克效率.
- 经过4000个循环后,即使在高电流密度 (500-2000 mA g-1) 下,也表现出了显著的循环稳定性,保持了约75%的容量.
结论:
- 超薄生物 (2D生物) 是先进的离子和离子电池的有希望的,可持续的阳极材料.
- 该材料具有出色的容量,高库伦比效率和特殊的长期循环稳定性.
- 这项研究为设计下一代金属离子电池阳极使用地球上丰富的矿物质开辟了新的途径.


