功能化螺旋生物废物作为高性能水性可充电Zn-I电池的可持续阴极材料,具有双重机制

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
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 离子电池 (ZIB) 是离子电池的有希望的替代品,因为的丰富性和高理论容量.
• 可持续和具有成本效益的电极材料对于广泛采用ZIB至关重要.
• 目前用于制备生物质衍生碳电极的方法涉及复杂的清洁和高温过程,阻碍了成本效益.

研究的目的:

• 开发一种简单的低温化学处理螺旋藻生物质,以作为ZIBs的阴极材料.
• 为了研究经过处理的spirogyra生物质作为水性可充电Zn-I2电池中的宿主的性能.
• 探索生物质材料的潜力,作为传统电池组件的可持续替代品.

主要方法:

• 在低温下用酸处理了Spirogyra生物质.
• 经过处理的生物质的特点是增强的特定表面积,热稳定性和功能组.
• 使用经过处理的螺旋生物质作为阴极组装了水性可充电Zn-I2电池,并对电化学性能进行了测试.

主要成果:

• 酸处理增强了螺旋生物质的特定表面积,热稳定性和化学功能群.
• 使用经过处理的螺旋阴极的Zn-I2电池在3C温度下达到高特异容量440mAhg-1的高特异容量,并具有97%的库伦比效率.
• 没有I2-催解体的Zn-spirogyra电池在3C时表现出116mAhg-1的特定容量,这归因于有助于Zn-离子保留的碳素基.

结论:

• 螺旋生物质的低温化学处理是一种可行且具有成本效益的方法,用于生产ZIBs的阴极材料.
• 经过处理的螺旋生物质阴极可以通过Zn-I2电池的双电荷存储机制来储存高能量.
• 这种方法为开发使用废物生物质的先进储能设备提供了可持续的途径.