网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

废弃香蕉花苞为原料制备多孔碳材料,用于锂/钠离子电池

0
分享至

1成果简介

锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)是具有广阔应用前景的关键电化学储能装置;然而,由于商业石墨的容量和倍率性能有限,无法满足日益增长的能源需求。本文,西南科技大学李劲超 副教授 、张亚萍 教授团队在《Journal of Power Sources》期刊发表名为“Waste banana bract-derived porous carbon as anode for lithium/sodium-ion batteries with hybrid adsorption-pore filling/insertion mechanism”的论文,研究针对废弃香蕉花苞的利用需求,采用简便的KOH活化及700°C-900°C碳化工艺,从废弃香蕉花苞制备多孔碳材料,用于LIBs和SIBs。其大比表面积与杂原子掺杂提供了丰富的储能位点,而多孔结构通过形成快速通道,促进了离子的储存与扩散。因此,香蕉花苞衍生的碳材料展现出高容量和长循环寿命。

LIBs在0.1A g−1电流密度下展现出高达953.89mAh g−1的容量,经过1000次1A g−1循环后仍保持320.41mAh g−1的容量。类似地,SIBs在0.1A g−1电流密度下展现出212.16mAh g−1的卓越容量,并在1000次循环后保持稳定容量。这些容量和倍率性能均优于传统石墨负极。此外,电化学研究(包括循环伏安法、原位X射线衍射和原位拉曼光谱)揭示了储能机制,证明了香蕉叶片衍生碳作为锂离子电池(LIBs)和硫离子电池(SIBs)负极材料的巨大潜力。

2图文导读

图1. Flow chart for the preparation of banana bract-derived carbon materials.

图2. (a–c) SEM images of BBC-7, BBC-8 and BBC-9, respectively (the insets in the upper right corner show the respective detail enlargements), (d–f) TEM images of BBC-7, BBC-8 and BBC-9, respectively, (g) EDS mapped image of (h) C, (i) O and (j) N of BBC-8.

图3. Structural characterization of BBC-7, BBC-8 and BBC-9: (a) X-ray diffraction patterns, (b) Raman spectra, (c) N2 adsorption/desorption isotherms and (d–f) pore size distribution. High-resolution XPS spectra of BBC-8: (g) C 1s, (h) N 1s and (i) O 1s.

图4. Electrochemical performances of BBC-7, BBC-8 and BBC-9 as LIBs and SIBs: (a, g) rate performance diagrams, (b, h) Nyquist diagrams, (c, i) cycle performances at 100 mA g−1, (d, j) charge/discharge curves of BBC-8, (e, k) CV curves of BBC-8 at 0.1 mV s−1, (f, l) long-cycle performances at 1000 mA g−1 of BBC-8.

图5. Electrochemical performances characterization of BBC-8 in LIBs and SIBs. (a, e) CV curves at different scan rates (0.1–5.0 mV s−1), (b, f) peak current versus scan rate, (c, g) capacitance contribution at different scan rates and (d, h) capacitance contribution at 1.0 mV s−1. (I, k) GITT curves during the discharge process and (j, l) corresponding Li and Na diffusion coefficient. (m) ex-situ XRD, (n) Ex-situ Raman.++

图6. (a) Schematic representation of Li and Na full cell. Electrochemical performances of full cell, (b, c) charge/discharge curves, (d, e) cycling stability and demonstration of a full cell powering LED.++

3小结

综上所述,我们成功地从废弃香蕉花苞中合成了成本低廉的多孔碳材料。由于其独特的孔结构、高比表面积以及自掺杂的氮和氧原子,所得的BBC-8材料展现出卓越的电化学性能。此外,组装的完整电池展现出令人印象深刻的能量密度,锂离子电池(LIBs)为178.3Wh kg−1,硫离子电池(SIBs)为111.1Wh kg−1。我们初步提出吸附-孔隙填充/插层机制来解释其优异的储能性能。来源于其他香蕉废弃物的多孔碳材料也展现出卓越的电化学性能。因此,将生物废弃物转化为高性能电极材料是应对能源与环境挑战的关键策略。

文献:

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.237813

来源:材料分析与应用

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
新首相决定对中国赔钱那一刻,全世界都看懂了:不能对华继续天真

新首相决定对中国赔钱那一刻,全世界都看懂了:不能对华继续天真

比利
2026-08-06 11:11:07
国内电动自行车企套路曝光:全款买完还要交年费干扰日常骑行

国内电动自行车企套路曝光:全款买完还要交年费干扰日常骑行

中国能源网
2026-08-20 11:59:06
中超第24轮,成都蓉城对阵上海申花裁判安排及转播平台。

中超第24轮,成都蓉城对阵上海申花裁判安排及转播平台。

冷桂零落
2026-08-22 12:13:18
“45岁的陈冠希和48岁的黄晓明”冲上热搜,两人罕见同框,状态反差引起热议

“45岁的陈冠希和48岁的黄晓明”冲上热搜,两人罕见同框,状态反差引起热议

台州交通广播
2026-08-22 00:36:01
印度组合0比1落后连扳两局淘汰奥运冠军,15年来首夺世锦赛女双奖牌

印度组合0比1落后连扳两局淘汰奥运冠军,15年来首夺世锦赛女双奖牌

篮坛第一线
2026-08-21 22:24:41
两性关系:55-75岁这20年,惜命最好的方式,不是锻炼,而是这4点

两性关系:55-75岁这20年,惜命最好的方式,不是锻炼,而是这4点

三农老历
2026-08-22 09:29:49
老婆出差后,嫂子暗示我晚上陪她吃饭,去了后才知道她另有所图

老婆出差后,嫂子暗示我晚上陪她吃饭,去了后才知道她另有所图

千秋文化
2026-06-30 19:29:00
我刚提副处,省委书记当场宣布:这年轻人我要了,明天来省委

我刚提副处,省委书记当场宣布:这年轻人我要了,明天来省委

千秋文化
2026-07-18 19:06:29
长江缺水、鄱阳湖见底!三峡水库20亿吨淤沙,为何不趁机清理?

长江缺水、鄱阳湖见底!三峡水库20亿吨淤沙,为何不趁机清理?

抽象派大师
2026-08-17 18:37:22
中国女篮输意大利12分,宫鲁鸣不忍了:3个杀招正在路上

中国女篮输意大利12分,宫鲁鸣不忍了:3个杀招正在路上

寒士之言本尊
2026-08-22 14:43:17
紧急出手!国乒召回两名老将,距离瑞典惨败不足五日

紧急出手!国乒召回两名老将,距离瑞典惨败不足五日

烟浔渺渺
2026-08-22 07:51:46
巴图一声二舅叫得梁天心花怒放,巴图与梁天的亲近远胜生父英达。只因在巴图心中,梁天是童年那段灰暗岁月里,陪他走过困境的人

巴图一声二舅叫得梁天心花怒放,巴图与梁天的亲近远胜生父英达。只因在巴图心中,梁天是童年那段灰暗岁月里,陪他走过困境的人

一盅情怀
2026-08-19 15:41:13
医院垫钱、医生控费、最后还可能被追责?越来越多医护开始讨论:医院干脆划归医保局管理行不行?

医院垫钱、医生控费、最后还可能被追责?越来越多医护开始讨论:医院干脆划归医保局管理行不行?

健身狂人
2026-08-22 16:05:15
改革的红利要装进谁的腰包?孙玉良:社会主义国家应实现全民共享

改革的红利要装进谁的腰包?孙玉良:社会主义国家应实现全民共享

孙玉良
2026-08-11 09:42:02
直到许家印众叛亲离,满头白发出庭 ,才懂王健林当年决策有多高明

直到许家印众叛亲离,满头白发出庭 ,才懂王健林当年决策有多高明

漫婷侃娱乐
2026-08-22 12:45:28
“妈妈毁掉女儿月薪9k的工作”,多少父母,正在亲手毁掉孩子的人生

“妈妈毁掉女儿月薪9k的工作”,多少父母,正在亲手毁掉孩子的人生

妍妍教育日记
2026-08-22 11:40:12
房子是有灵性的,若家里出现这7个迹象,便是难得的旺宅

房子是有灵性的,若家里出现这7个迹象,便是难得的旺宅

阿离家居
2026-08-11 01:20:29
日本全面叫停种植牙?种牙潜藏的风险与后遗症,一次为你讲明白

日本全面叫停种植牙?种牙潜藏的风险与后遗症,一次为你讲明白

健康科普365
2026-08-13 14:30:15
外蒙古独立的影响是什么?毛主席曾两次提出收回,为何都没有成功

外蒙古独立的影响是什么?毛主席曾两次提出收回,为何都没有成功

凡人侃史
2026-06-13 16:35:21
大衣哥朱之文在景区演出,唱到一半突然停了,直接说:“我不演了”。不是设备出毛病,也不是台下有人闹事,其实是...

大衣哥朱之文在景区演出,唱到一半突然停了,直接说:“我不演了”。不是设备出毛病,也不是台下有人闹事,其实是...

背包旅行
2026-07-31 11:39:13
2026-08-22 17:27:00
石墨烯联盟
石墨烯联盟
汇聚行业资讯,介绍研究进展。
6281文章数 3988关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果裁员200人:Vision Pro砍游戏团队

头条要闻

河北康保通报"白菜收购蘸取甲醛溶液"问题:情况属实

头条要闻

河北康保通报"白菜收购蘸取甲醛溶液"问题:情况属实

体育要闻

枪手赚翻!4000万新援揭幕战8分钟策动2球

娱乐要闻

《空枪》预测票房缩水,手握王炸都没赢

财经要闻

蔡昉解读经济:扩大消费需求的政策思考

汽车要闻

2026成都车展:小鹏全阵容亮相 三款新车套件上新

态度原创

亲子
游戏
艺术
时尚
公开课

亲子要闻

婆媳闹矛盾,媳妇跟闺女告状,没想到被闺女轻松拿捏

《现代战争4》中国特种兵回归!纯血中配 老天津人了

艺术要闻

16幅 中国当代画家的女性人物作品

从追星到追光,年轻女性的消费逻辑又变了

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版