Rational design of titanium oxide-coated dual Core-Shell sulfur nanocomposite cathode for highly stable lithium-sulfur batteries

Yükleniyor...
Küçük Resim

Tarih

Dergi Başlığı

Dergi ISSN

Cilt Başlığı

Yayıncı

Pergamon-Elsevier Science Ltd

Erişim Hakkı

info:eu-repo/semantics/closedAccess

Araştırma projeleri

Organizasyon Birimleri

Öğe Türü: Organizasyon Birimi ,
Fen Fakültesi, Biyoteknoloji Bölümü
Biyoteknoloji, diğer klasik sektörlerden farklı olarak yüksek istihdam yaratan, Ar-Ge yoğunluğu fazla olan, araştırma merkezleri ve üniversiteler ile iç içe faaliyet gösteren bir sektördür. Bugün, başta çevre, sağlık, gıda, enerji, tarım olmak üzere pek çok alanda insanlık olarak karşı karşıya bulunduğumuz problemlerin çözümünde biyoteknoloji ciddi fırsatlar sunmaktadır. Birçok tıbbi bitki ve hayvanın üretimi yanı sıra çeşitli antibiyotik, antikor, aşı, yapay organ ve doku üretimi gibi pek çok alanda biyoteknolojik yöntemlerden yararlanılmaktadır. Ayrıca biyoteknoloji, sağlık, doğal kaynak ve ekosistemlerin sürdürülebilirliğine ilişkin sorunlara da teknolojik çözümler sunmakta ve farklı endüstrilerdeki kullanımları ile verimlilik artışına büyük katkılar sağlamaktadır. Fen Fakültesi bünyesinde Biyoteknoloji Bölümü Yüksek Öğretim Kurumu tarafından 2016 yılı itibari ile açılmış olup, Lisans Programına ilk öğrencilerini 2016-2017 eğitim-öğretim yılında almıştır.

Dergi sayısı

Özet

Lithium-sulfur batteries (LSBs) have been considered as one of the promising next-generation energy storage systems due to their high specific capacity and energy density compared to intercalated metal oxide-based lithium-ion batteries (LIBs). However, the bottleneck that prevents commercialization of LSBs is how to tackle the polysulfide shuttle (PSS) effect, including low conductivity and dramatic volume change of the cathode material, which lead to rapid capacity fading and poor cycle life. In this paper, a new LSB cathode material with a nano-sized structure of sulfur encapsulated TiO2-coated dual core-shell hollow carbon sphere (S@HCS@TiO2) has been developed. The inner hollow carbon sphere (HCS) with a foamy carbon shell provides space for volumetric expansion, good electronic and ionic conductivity; while the outside TiO2 shell is not only a physical barrier to polysulfide species, but also possesses a strong chemical interaction with polysulfides. As a result, the obtained Li-S cells with S@HCS@TiO2 cathode material display a high initial capacity (751.6 mA h g(-1)) and low capacity decay (0.039% per cycle) for 800 cycles at a high current density (1C).

Açıklama

Anahtar Kelimeler

Lithium/Sulfur Battery, Hollow Carbon Nanospheres, Titanium Oxide, Dual Core-Shell Structure, Capacity Retention, Polysulfide Shuttle, Shuttle Mechanism, Polysulfide Barrier

Kaynak

Journal of Physics and Chemistry of Solids

WoS Q Değeri

Scopus Q Değeri

Cilt

149

Sayı

Künye

Onay

İnceleme

Ekleyen

Referans Veren