Facile Synthesis of Sustainable Activated Biochars with Different Pore Structures as Efficient Additive-Carbon-Free Anodes for Lithium- and Sodium-Ion Batteries
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Simões dos Reis, Glaydson; Mayandi Subramaniyam, Chandrasekar; Cárdenas, Angélica Duarte; Larsson, Sylvia H.; Thyrel, Mikael; Lassi, Ulla; García-Alvarado, Flaviano
Tiivistelmä
The present work elucidates facile one-pot synthesis from biomass forestry waste (Norway spruce bark) and its chemical activation yielding high specific surface area (SBET) biochars as efficient lithium- and sodium-ion storage anodes. The chemically activated biochar using ZnCl2 (Biochar-1) produced a highly mesoporous carbon containing 96.1% mesopores in its structure as compared to only 56.1% mesoporosity from KOH-activated biochars (Biochar-2). The latter exhibited a lower degree of graphitization with disordered and defective carbon structures, while the former presented more formation of ordered graphite sheets in its structure as analyzed from Raman spectra. In addition, both biochars presented a high degree of functionalities on their surfaces but Biochar-1 presented a pyridinic-nitrogen group, which helps improve its electrochemical response. When tested electrochemically, Biochar-1 showed an excellent rate capability and the longest capacity retentions of 370 mA h g–1 at 100 mA g–1 (100 cycles), 332.4 mA h g–1 at 500 mA g–1 (1000 cycles), and 319 mA h g–1 at 1000 mA g–1 after 5000 cycles, rendering as an alternative biomass anode for lithium-ion batteries (LIBs). Moreover, as a negative electrode in sodium-ion batteries, Biochar-1 delivered discharge capacities of 147.7 mA h g–1 at 50 mA g–1 (140 cycles) and 126 mA h g–1 at 100 mA g–1 after 440 cycles.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Jyväskylän yliopisto
Lassi Ulla
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Numero
46
Sivut
42570-42581
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka; Ympäristötekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1021/acsomega.2c06054
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä