[논문]Fundamental role of Fe-N-C active sites in a CO2-derived ultra-porous carbon electrode for inhibiting shuttle phenomena in Li-S batteries

Yang, Jeongwoo; Kang, Dong Woo; Kim, Hodong; Park, Jae Hyun; Choi, Won Yeong; Lee, Jae W.

doi:10.1039/d1ta07415f

[해외논문] Fundamental role of Fe-N-C active sites in a CO2-derived ultra-porous carbon electrode for inhibiting shuttle phenomena in Li-S batteries

Journal of materials chemistry. A, Materials for energy and sustainability, v.9 no.41, 2021년, pp.23660 - 23674

Yang, Jeongwoo (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Kang, Dong Woo (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Kim, Hodong (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Park, Jae Hyun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Choi, Won Yeong (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea) , Lee, Jae W. (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon 34141, Republic of Korea)

Abstract ▼ AI-Helper

The homogeneous distribution of electrochemical catalysts in a carbon material with an ultrahigh pore volume and large surface area is a promising strategy for rapid conversion of lithium polysulfides to minimize the shuttle phenomenon. This work utilizes a porous carbon material produced via facile CO2 conversion to achieve both the confinement of sulfur and the uniform distribution of Fe-N-C sites. It also seeks to dope more N atoms and increase porosity through a unique method of bubbling an ammonia solution, which increases the density of the Fe-N-C catalytically active sites and forms additional pores, providing numerous pathways for more efficient diffusion of Li ions. The increased pore volume maximizes the kinetics of polysulfide conversion through synergy with the catalysts distributed over the high surface area of the resulting product. DFT calculations elucidate the fundamental role of the Fe-N-C catalyst in terms of the energy reduction associated with the lithium polysulfide conversion process and enhanced Li-ion diffusion dynamics. The assembled cell exhibits a capacity of 590 mA h g−1 up to 150 cycles at a high current density of 7.0C, and a maximum areal capacity of 3.54 mA h cm−2 is delivered at 1.0C for a high sulfur amount of 4.3 mg cm−2.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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