锂硫电池生物电池衍生的氮掺杂空心多Kong碳微球

锂硫(Li–S)电池因其高能量密度和低成本而吸引了下一代高效能源动力系统。 酵母细胞作为一种自然的生物模板,可以自我复制,富氮,廉价且形态规则。 酵母细胞在合成用于能量存储和过渡系统的氮掺杂空心多Kong碳材料中显示出有希望的应用。 在这项工作中,我们已经开发了一种绿色且简便的自模板途径,通过具有中空结构的低成本可再生酵母细胞来制造N掺杂的中空多Kong碳微球(NHPCM),用于封装硫。 然后将含硫量为65%(重量)的含硫NHPCM(NHPCM @ S)复合材料用作Li-S电池的阴极材料。 这些电池在0.1C的400个循环中表现出1202 mA h g1的可逆比容量和725 mA h g1的容量保持率,每个周期的容量衰减为0.09%,并且在650 Hz时具有587 mA h g1的增强倍率性能。 2C。 在NHPCM @ S复合材料中,稳定的微/中碳碳壳可作为可溶性多硫化物的有效储存剂,并且碳壳中的掺杂氮可提供出色的电子导电性和对多硫化物的强吸附性。 这项工作表明,具有自然和可复制生物资源的N掺杂空心多Kong微球的环境友好,经济,可持续和自我模板化途径可以导致Li-S电池及其在便携式电子设备中的实际应用的激动人心的发展。随着对先进电动汽车和大规模能源系统的需求激增,能量存储/转换及其对环境的影响已成为近年来最重要的两个主题。1在这方面,新的和需要可持续的能源存储/转换技术来满足快速增长的全球能源需求。 然而,与可再生资源密切相关的清洁和可持续能源技术面临着若干挑战。 这些挑战,例如低可靠性和高成本,阻碍了它们的商业应用。2为了克服这些挑战,已经开发了几种能量存储和转换技术。 其中,包括电池,燃料电池和超级电容器在内的电化学能源技术被认为是最可行,最可靠的技术。 但是,对于一些关键领域,例如电子设备的电极材料,仍需要对其实际实施进行进一步的探索。 关于这一点,研究人员已经探索了几种用于电化学能量装置的低成本且可持续的碳材料。 最近,自然界激发了科学家扩展生物模板技术的兴趣。