Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Harnessing enhanced lithium-ion storage in self-assembled organic nanowires for batteries and metal-ion supercapacitors

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15640%2F24%3A73626513" target="_blank" >RIV/61989592:15640/24:73626513 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/61989100:27640/24:10255763 RIV/61989100:27740/24:10255763

  • Výsledek na webu

    <a href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee02777a" target="_blank" >https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee02777a</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d4ee02777a" target="_blank" >10.1039/d4ee02777a</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Harnessing enhanced lithium-ion storage in self-assembled organic nanowires for batteries and metal-ion supercapacitors

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Organic materials have emerged as highly efficient electrodes for electrochemical energy storage, offering sustainable solutions independent from non-renewable resources. In this study, we showcase that mesoscale engineering can dramatically transform the electrochemical features of a molecular organic carboxylic anode. Through a sustainable, energy-efficient and environmentally benign self-assembly strategy, we developed a network of organic nanowires formed during water evaporation directly on the copper current collector, circumventing the need for harmful solvents, typically employed in such processes. The organic nanowire anode delivers high capacity and rate, reaching 1888 mA h g-1 at 0.1 A g-1 and maintaining 508 mA h g-1 at a specific current of 10 A g-1. Moreover, it exhibits superior thermal management during lithiation in comparison to graphite and other organic anodes. Comprehensive electrochemical evaluations and theoretical calculations reveal rapid charge transport mechanisms, with lithium diffusivity rates reaching 5 x 10-9 cm2 s-1, facilitating efficient and rapid interactions with 24 lithium atoms per molecule. Integrated as the negative electrode in a lithium-ion capacitor, paired with a commercially available porous carbon, the cell delivers a specific energy of 156 W h kg-1 at a specific power of 0.34 kW kg-1 and 60.2 W h kg-1 at 19.4 kW kg-1, establishing a benchmark among state-of-the-art systems in the field. These results underscore the critical role of supramolecular organization for optimizing the performance of organic electrode materials for practical and sustainable energy storage technologies.

  • Název v anglickém jazyce

    Harnessing enhanced lithium-ion storage in self-assembled organic nanowires for batteries and metal-ion supercapacitors

  • Popis výsledku anglicky

    Organic materials have emerged as highly efficient electrodes for electrochemical energy storage, offering sustainable solutions independent from non-renewable resources. In this study, we showcase that mesoscale engineering can dramatically transform the electrochemical features of a molecular organic carboxylic anode. Through a sustainable, energy-efficient and environmentally benign self-assembly strategy, we developed a network of organic nanowires formed during water evaporation directly on the copper current collector, circumventing the need for harmful solvents, typically employed in such processes. The organic nanowire anode delivers high capacity and rate, reaching 1888 mA h g-1 at 0.1 A g-1 and maintaining 508 mA h g-1 at a specific current of 10 A g-1. Moreover, it exhibits superior thermal management during lithiation in comparison to graphite and other organic anodes. Comprehensive electrochemical evaluations and theoretical calculations reveal rapid charge transport mechanisms, with lithium diffusivity rates reaching 5 x 10-9 cm2 s-1, facilitating efficient and rapid interactions with 24 lithium atoms per molecule. Integrated as the negative electrode in a lithium-ion capacitor, paired with a commercially available porous carbon, the cell delivers a specific energy of 156 W h kg-1 at a specific power of 0.34 kW kg-1 and 60.2 W h kg-1 at 19.4 kW kg-1, establishing a benchmark among state-of-the-art systems in the field. These results underscore the critical role of supramolecular organization for optimizing the performance of organic electrode materials for practical and sustainable energy storage technologies.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10405 - Electrochemistry (dry cells, batteries, fuel cells, corrosion metals, electrolysis)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Energy &amp; Environmental Science

  • ISSN

    1754-5692

  • e-ISSN

    1754-5706

  • Svazek periodika

    17

  • Číslo periodika v rámci svazku

    22

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    8874-8884

  • Kód UT WoS článku

    001336885100001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85206949300