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Titel: Nitrogen-Doping Through Two-Step Pyrolysis of Polyacrylonitrile on Graphite Felts for Vanadium Redox Flow Batteries
VerfasserIn: Yoon, Sang Jun
Kim, Sangwon
Kim, Dong Kyu
Yu, Duk Man
Hempelmann, Rolf
Hong, Young Taik
So, Soonyong
Sprache: Englisch
Titel: Energy & Fuels
Bandnummer: 34
Heft: 4
Seiten: 5052-5059
Verlag/Plattform: American Chemical Society
Erscheinungsjahr: 2020
Freie Schlagwörter: Anode materials
Carbon
Electrochemical cells
Electrodes
Nitrogen
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: We report a facile method for the nitrogen-doping process using the same precursor material for graphite felt electrodes, polyacrylonitrile (PAN). To utilize the nitrogen content in PAN, two steps of thermal treatment of PAN-coated graphite felts are performed; a PAN solution is coated on a graphite felt, and the sample is oxidized at 280 °C under the ambient atmosphere and carbonized at 900 °C under N2, consecutively. Through the two-step pyrolysis, nitrogen is successfully doped on the graphite felts, and the concentration of PAN solution is controlled to enhance the performance of vanadium redox flow batteries (VRFBs). With 4 wt % of PAN coating solution, the electrode electrocatalytic activity is enhanced compared to that of a conventional electrode, and the voltage efficiency increases, resulting in higher energy efficiency under the various current densities. Especially at high current densities above 100 mA/cm2 , the optimized nitrogen-doped electrode shows about 5% higher voltage and energy efficiencies and a higher long-term stability in terms of efficiencies and capacity retention. This nitrogen-doping process with the same precursor for the electrode offers potential for employing nitrogen-doping on the conventional electrode materials in an inexpensive way.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1021/acs.energyfuels.0c00689
URL der Erstveröffentlichung: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c00689
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-393370
hdl:20.500.11880/35469
http://dx.doi.org/10.22028/D291-39337
ISSN: 1520-5029
0887-0624
Datum des Eintrags: 21-Mär-2023
Bezeichnung des in Beziehung stehenden Objekts: Supporting Information
In Beziehung stehendes Objekt: https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.energyfuels.0c00689/suppl_file/ef0c00689_si_001.pdf
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Chemie
Professur: NT - Prof. Dr. Kaspar Hegetschweiler
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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