การประกอบแบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนในระดับนาโนที่ถูกเจือด้วยธาตุไนโตรเจนที่สังเคราะห์จากพอลิอะนิลีนเป็นวัสดุที่ใช้ทำเป็นขั้วแอโนด
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนในระดับนาโนที่ถูกเจือด้วยธาตุไนโตรเจนถูกสังเคราะห์โดยวิธีพอลิเมอร์ไรเซชันของพอลิอะนิลีนในรูพรุนระดับนาโนของวัสดุซิลิกา เพื่อใช้เป็นขั้วแอโนดราคาถูกในแบตเตอรี่โซเดียมไอออน วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนในระดับนาโนที่ถูกเจือด้วยธาตุไนโตรเจนนั้นจะมีค่าการนำไฟฟ้าสูง มีปริมาณข้อบกพร่องจำนวนมากและมีความสามารถในการดูดซับโซเดียมไอออนได้ดีขึ้น จึงส่งผลให้วัสดุคาร์บอนดังกล่าวมีค่าการเก็บประจุสูงถึง 573 mA h g−1 ที่ 0.1 A g−1 และยังคงค่าการเก็บประจุสูงถึง 530 mA h g−1 หลังจากทำการทดสอบ 100 รอบ จากผลการทดลองที่ได้จะพบว่าวัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนในระดับนาโนที่ถูกเจือด้วยธาตุไนโตรเจนมีศักยภาพสูงในการนำมาใช้เป็นวัสดุที่ใช้เป็นขั้วแอโนดในแบตเตอรี่โซเดียมไอออน โดยแบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ใช้วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนในระดับนาโนที่ถูกเจือด้วยธาตุไนโตรเจนเป็นขั้วแอโนดยังสามารถใช้เป็นต้นแบบของอุตสาหกรรมรถไฟฟ้าของประเทศอีกด้วย
Downloads
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of TCI is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information...
เอกสารอ้างอิง
Ding, J., Wang, H., Li, Z., Kohandehghan, A., Cui, K., Xu, Z., Zahiri, B., Tan, X., Lotfabad, E. M., Olsen, B. C., & Mitlin, D. 2013. Carbon Nanosheet Frameworks Derived from Peat Moss as High Performance Sodium Ion Battery Anodes. ACS Nano. 7 (12). pp. 11004-11015.
Wu, S., Zhu, Y., Huo, Y., Luo, Y., Zhang, L., Wan, Y., Nan, B., Cao, L., Wang, Z., Li, M., Yang, M., Cheng, H., & Lu, Z. 2017. Bimetallic organic frameworks derived CuNi/carbon nanocomposites as efficient electrocatalysts for oxygen reduction reaction. Science China Materials. 60 (7). pp. 654-663.
Wang, B., Li, X., Zhang, X., Luo, B., Jin, M., Liang, M., Dayeh, S. A., Picraux, S. T., & Zhi, L. 2013. Adaptable Silicon–Carbon Nanocables Sandwiched between Reduced Graphene Oxide Sheets as Lithium Ion Battery Anodes. ACS Nano 7 (2). pp. 1437-1445.
Liu, Y., Zhang, A., Shen, C., Liu, Q., Cao, X., Ma, Y., Chen, L., Lau, C., Chen, T.-C., Wei, F., & Zhou, C. 2017. Red Phosphorus Nanodots on Reduced Graphene Oxide as a Flexible and Ultra-Fast Anode for Sodium-Ion Batteries. ACS Nano. 11 (6). pp. 5530-5537.
Yue, J., Han, F., Fan, X., Zhu, X., Ma, Z., Yang, J., & Wang, C. 2017. High-Performance All-Inorganic Solid-State Sodium–Sulfur Battery. ACS Nano. 11 (5). pp. 4885-4891.
David, L., Bhandavat, R., & Singh, G. 2014. MoS2/Graphene Composite Paper for Sodium-Ion Defence Technology Academic Journal, Volume 3, Issue 8 / July - December 2021 49 Battery Electrodes. ACS Nano. 8 (2). pp. 1759-1770.
Zhang, X., Qiu, X., Kong, D., Zhou, L., Li, Z., Li, X., & Zhi, L. 2017. Silicene Flowers: A Dual Stabilized Silicon Building Block for High-Performance Lithium Battery Anodes. ACS Nano. 11 (7). pp. 7476-7484.
Saurel, D., Orayech, B., Xiao, B., Carriazo, D., Li, X., & Rojo, T. 2018. From Charge Storage Mechanism to Performance: A Roadmap toward High Specific Energy Sodium-Ion Batteries through Carbon Anode Optimization. Advanced Energy Materials. 8 (17). pp. 1703268.
Zhou, X., Zhu, X., Liu, X., Xu, Y., Liu, Y., Dai, Z., & Bao, J. 2014. Ultralong Cycle Life Sodium-Ion Battery Anodes Using a Graphene-Templated Carbon Hybrid. The Journal of Physical Chemistry C. 118 (39). pp. 22426-22431.
Li, H., Wang, Z., Chen, L., & Huang, X. 2009. Research on Advanced Materials for Li-ion Batteries. Advanced Materials. 21 (45). pp. 4593-4607.
Zhang, J., Yin, Y.-X., & Guo, Y.-G. 2015. High-Capacity Te Anode Confined in Microporous Carbon for Long-Life Na-Ion Batteries. ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (50). pp. 27838-27844.
Jayaraman, S., Singh, G., Madhavi, S., & Aravindan, V. 2018. Elongated graphitic hollow nanofibers from vegetable oil as prospective insertion host for constructing advanced high energy Li-Ion capacitor and battery. Carbon. 134. pp. 9-14.
Hou, H., Banks, C. E., Jing, M., Zhang, Y., & Ji, X. 2015. Carbon Quantum Dots and Their Derivative 3D Porous Carbon Frameworks for Sodium-Ion Batteries with Ultralong Cycle Life. Advanced Materials. 27(47). pp. 7861-7866.
Niu, S., Lv, W., Zhang, C., Li, F., Tang, L., He, Y., Li, B., Yang, Q.-H., & Kang, F. 2015. A carbon sandwich electrode with graphene filling coated by N-doped porous carbon layers for lithium–sulfur batteries. Journal of Materials Chemistry A. 3(40). pp. 20218-20224.
Xiong, W., Wang, Z., Zhang, J., Shang, C., Yang, M., He, L., & Lu, Z. 2017. Hierarchical ball-inball structured nitrogen-doped carbon microspheres as high performance anode for sodium-ion batteries. Energy Storage Materials. 7. pp. 229-235.
Xu, Y., Zhang, C., Zhou, M., Fu, Q., Zhao, C., Wu, M., & Lei, Y. 2018. Highly nitrogen doped carbon nanofibers with superior rate capability and cyclabilityfor potassium ion batteries. Nature Communications. 9 (1). pp. 1720.
Liu, L., Yin, Y.-X., Li, J.-Y., Wang, S.-H., Guo, Y.-G., & Wan, L.-J. 2018. Uniform Lithium Nucleation/Growth Induced by Lightweight Nitrogen-Doped Graphitic Carbon Foams for High-Performance Lithium Metal Anodes. Advanced Materials. 30 (10). pp. 1706216.
Qu, K., Zheng, Y., Zhang, X., Davey, K., Dai, S., & Qiao, S. Z. 2017. Promotion of Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction on Nitrogen-Doped Carbon Nanosheets with Secondary Heteroatoms. ACS Nano. 11 (7). pp. 7293-7300.
Yang, Q., Zhou, J., Zhang, G., Guo, C., Li, M., Zhu, Y., & Qian, Y. 2017. Sb nanoparticles uniformly dispersed in 1-D N-doped porous carbon as anodes for Li-ion and Na-ion batteries. Journal of Materials Chemistry A. 5 (24). pp. 12144-12148.
Zhong, X., Tang, J., Wang, J., Shao, M., Chai, J., Wang, S., Yang, M., Yang, Y., Wang, N., Wang, S., Xu, B., & Pan, H. 2018. 3D heterostructured pure and N-Doped Ni3S2/VS2 nanosheets for high efficient overall water splitting. Electrochimica Acta. 269. pp. 55-61.
Silva, R., Voiry, D., Chhowalla, M., & Asefa, T. 2013. Efficient Metal-Free Electrocatalysts for Oxygen Reduction: Polyaniline-Derived N- and O-Doped Mesoporous Carbons. Journal of the American Chemical Society. 135 (21). pp. 7823-7826.
