华南理工《AEM》:氮硫双掺杂的协同效应赋予TiO2卓越储钠性能! 2024-07-29 13:33:30 提高TiO2内钠离子的扩散动力学及其固有的电子电导率对于提高钠离子电池TiO2阳极的反应速率和长循环稳定性是必不可少的。虽然对TiO2的单异体掺杂得到了广泛的研究,但对双异体掺杂对TiO2钠储存性能的影响仍缺乏全面了解。在此,来自华南理工大学熊训辉教授等人在《Advanced energy materials》上发表题为“氮和硫双掺杂的协同效应赋予TiO2卓越的钠储存性能”的文章。本文提出氮和硫双掺杂用以实现高掺杂浓度的锐钛矿TiO2空心球体。实验数据和理论计算表明,N掺杂可以有效缩小TiO2的带状,而S掺杂有效促进TiO2内的Na+扩散。因此,N 和 S 掺杂的TiO2 显示出显著的电子电导率以及由于不同掺杂异原子的协同作用而加速的钠离子转移动力学。这可带来卓越的速率性能(33.5 和 5025 mA g^-1 时为 307.5 和 156.4 mAh g^-1),以及出色的循环稳定性(在 3350 mA g^-1 时,在 2400 个周期中保持 90.5%)。电化学性能的显著提高突出了缺陷工程在先进电池材料合理设计中的重要性。论文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202003037 图1。a) NS-TiO2 制造的示意图。b) XRD 图。c) XPS图和d) TiO2 和 NS-TiO2 的拉曼光谱。e) SEM图, f) TEM图, g) HRTEM图和 h) NS-TIO2 的SAED 图。i) NS-TiO2 的HAADF-STEM图像和 Ti、O、N 和 S 的元素分布。 图2.a) Ti 2p XPS 光谱图, b) S2p XPS 光谱图, c) EPR 光谱图, 和 d) 所有作为获得的 TiO2 样品的UV_ vis 吸收光谱图。 图3.a)不同 TiO2 阳极的 335 mA g^-1 的平滑曲线和 b) 循环性能示意图。c)NS-TiO2 和 TiO2 的长期循环性能为 3350 mAg^-1。d) NS-TiO2、N-TiO2、S-TiO2 和 TiO2的充电能力从 33.5 到 5025 335 mA g^-1。e) 在各种电流密度下对 NS-TiO2 的电荷放电测试曲线。 图4.状态的密度:a) TiO2, b) N-TiO2, c) S-TiO2 和 d) NS-TiO2。Na 离子吸附模型:e) TiO2, f) N-TiO2, g) S-tiO2 和 h) NS-TiO2。 图5. Na+扩散通路:a) TiO2, b) N- tiO2, c) S- tiO2和 d) NS- tiO2 。e) TiO2、N-TiO2、S-TiO2 和 NS-TiO2 中的Na+ 扩散能量屏障。f) GITT 剖面和 g) 在充电过程中计算的 Na+ 扩散示意图。综上,关于氮和硫的双异原子掺杂策略可以用于实现对锐钛矿TiO2空心球体的高掺杂浓度。实验结果和第一性原理计算表明,N 掺杂可以有效缩小 TiO2 的带状,而 S 掺杂可以有效地加速 TiO2 内的 Na+ 扩散。N 和 S 双掺杂的 TiO2 产生于协同效应显示出高度增强的电子电导率,以及高加速的钠离子转移动力学。获得的任何碳涂层的 NS-TiO2 阳极在 3350 mA g^-1 的超快充电放电速率下具有出色的速率能力和超过2400 次的循环性能,这具有明显增强的钠储存性能同时大大优于单异体掺杂 TiO2。这些改进突出了缺陷工程的操纵对于为可充电电池设计高性能电极材料的重要性。(文:SSC) 赞 (0) 相关推荐 土耳其安塔利亚阿克德尼兹大学--磷化钴锚固氮硫共掺杂三维石墨烯杂化材料的设计:提高析氢反应的电催化性能 为析氢反应(HER)在酸性介质中定制高性能.低成本且具有优异稳定性的混合电催化剂具有极其重要的意义.在此,磷化钴修饰的氮和硫共掺杂三维石墨烯(CoP@N,S-3D-GN) 电催化剂是通过简单的两步生产 ... NS335法兰标准 高温合金板材 NS335 管材| NS335 棒材 NS335 板材| NS335 锻件 NS335 丝材| NS335 带材 NS335 法兰| NS335 光亮棒 详细信息: >> N ... NS142耐腐蚀合金 NS142对应牌号是什么? NS142高温耐蚀合金Incoloy825高温合金 UNS NO8825耐蚀合金 825板 825棒 825管 NS142耐蚀合金 NS142 特性及应用领域概述: 该合金是一种通用的工程合金,在氧化 ... Inconel601主要规格 Inconel601价格 Inconel601棒 高温合金UNS N06601板 601带W.Nr.2.4851管NS3103/ NS313高蠕变断裂强度 抗碳化性 镍基合金材料大盘点 Inconel601简介: Incone ... 【人物与科研】西北工业大学吴宏景副教授和张利民副教授课题组:竞争性反应策略对于金属硫化物吸波性能的调控机制 导语 由于吸波性能优异,多组分复合材料已被广泛应用于电磁波吸收领域.然而,传统复合策略对于异质组分的引入仅基于半经验规则,在反应过程中缺乏对组分.界面和缺陷的精确调控,而以上三者对于电磁参数及其吸波性 ... NS335对应牌号是什么?NS335化学成分是什么? NS335高温耐蚀合金 Hastelloy C-4奥氏体低碳镍钼铬合金C-4哈氏合金 c-4棒 c-4板 c-4管 NS335奥氏体低碳镍-钼-铬合金 NS335特性及应用领域概述: 该合金是一种奥氏 ... 宁波大学《AFM》:氮硫共掺杂协同效应,助力超长寿命电极材料! 可充电锂离子电池作为一种先进的电能存储装置,由于其高能量密度和长循环寿命等独特优势,在过去的二十年里受到了极大的关注.最近,铌化氧化物因其高理论容量和相对小的体积变化而作为有前途的阳极材料受到广泛关注 ... 华南理工:ZnO纳米粒子掺杂改善量子点LED性能! 内容简介 编辑推荐:本文分别采用LiQ.TPBi和BPhen等小分子掺杂剂对ZnO进行改性.其中LiQ掺杂ZnO ETL的掺杂率为7 wt%时,器件的峰值电流效率(CE)和外量子效率(EQE)分别达到 ... 内蒙古大学高瑞、张君和南开大学杜亚平—由二硫化钼单钴原子形成的杂化异质结锚定在多活性位点的氮硫共掺杂的碳纳米管高效析氢 设计了一种由Co单原子锚定/氮.硫共掺杂碳纳米管(CoSAs-NS-CNTs)组成的多组分3D单片电极.同时在在碳布(CC)表面装饰超薄的MoS2纳米片和超小内限CoS2纳米点(MoS2/CoSAs- ... 提供二硫化钼/氮、硫共掺杂碳材料(MoS2@NSC)/硫化铜/二硫化钼(CuS/MoS2)复合光催化剂 利用高温硫化的方法设计合成了二硫化钼/氮.硫共掺杂碳材料(MoS2@NSC).具体步骤是:通过原位聚合在氧化钼表面包覆一层聚吡咯得到氧化钼/聚吡咯复合材料,再通过高温硫化实现内层的氧化钼纳米带向二硫化 ... 氮、磷、硫共掺杂空心炭壳制备—催化剂制备6 均相和非均相催化氧化催化剂往往需要贵金属或过渡金属.尽管这些催化剂的催化效率高,但存在成本高和潜在的污染问题.已有的用于氧化环己烷为环己酮的反应的非均相碳催化剂多是氮掺杂的,但这些掺氮石墨烯的催化效率 ... 华南理工《AEM》:-50°C都能运行的全天候锂离子电池! 锂离子电池(LIBs)目前仍然受限于温度的影响,在低温时主要面临充电以及快速充电的问题,高温时LIBs的循环稳定性仍待解决.低温条件下主要归因于电极.电解液和固体电解质界面(SEI)内的Li+ ... 华南理工《CEJ》:首次引入一种离子液体稳定CsPbBr3量子点 编辑推荐:作者首次引入了一种含共轭头部基团的离子液体作为合适的配体,通过配体交换过程稳定IHPQDs,在柔性器件和WLED荧光粉中展现出潜在的应用价值. 卤化铅钙钛矿量子点(QDs)的表面修饰在改善稳 ... 华南理工腐蚀顶刊:揭示变形奥氏体不锈钢异常选择性溶解机理! 导读:本文研究了时效过程中微观组织演变对变形的Super304H不锈钢腐蚀行为的影响.对于时效后的变形试样,在钝化初期,当表面钝化膜薄且对电化腐蚀敏感时,在电位动力学极化曲线中存在一个异常的溶解电流峰 ...