使用建筑垃圾提高硫电池的性能:对高负载硫阴极的可持续方法

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
• 可持续能源 可持续能源

背景情况:

• 硫 (Li-S) 电池具有高的理论能量密度,但在硫阴极导电性和聚硫化物穿方面面临挑战.
• 目前的解决方案往往涉及昂贵或对环境征税的导电添加剂.
• 提高Li-S电池的效率,可循环使用性和可持续性对于下一代能源存储至关重要.

研究的目的:

• 研究利用回收材料作为石墨烯涂层的基材在Li-S电池阴极中的使用.
• 通过使用可持续材料,提高聚硫化物吸附和电化学性能.
• 将电池技术的进步与绿色化学和循环经济原则相协调.

主要方法:

• 回收石英 (SiO2) 和回收货架板 (富含Al2O3) 被用作基材.
• 在回收材料上涂上石墨烯涂层.
• 在Li-S电池中评估了电化学性能,包括硫载荷,电荷容量,循环稳定性和能量密度.

主要成果:

• 涂上石墨烯的回收石英显示有很高的硫含量 (8 mg cm−2).
• 实现了特殊的充电容量 (1114 mAh g-1) 和长周期稳定性 (200 个周期).
• 石墨烯涂层显著改善了聚硫化物吸附和电池的整体性能,达到19 mWh的能量密度.

结论:

• 回收材料,当涂上石墨烯时,可以有效地作为Li-S电池阴极的高性能基板.
• 这种方法解决了Li-S电池技术的关键挑战,提高了电化学性能和可持续性.
• 在先进的电池开发中,重新利用废物提供了一条可行的途径,以最大限度地减少对环境的影响.