琼脂用于制备用于镁-空气电池的环保型水溶性石墨烯(WSG)掺入的凝胶电解质。合成了WSG,并将其掺入到不同浓度的琼脂中。通过离子电导率、腐蚀和电流放电研究,研究了它们对电池组电化学性能的影响。组装好电池的开路电压(OCV)在1.7至1.6 V之间。最佳凝胶电解质的离子电导率为8.62×10
-2 S cm
-1。组装的Mg-空气电池相对于Mg的放电容量和能量密度分别可以达到1010.60 mAh/g和1406.09 mWh/g。就层压结构的小面积、尺寸和厚度而言,组装的镁-空气电池的性能是显著的。总之,掺有WSG的3%w/v琼脂凝胶电解质表现出最高的电化学性能,这是一种经济、固有安全且对环境有益的镁空气电池生物聚合物电解质。
Figure 1. (a)WSG结合的琼脂凝胶电解质长方体图;(b)与发光二极管(LED)相比,用于电池组装的凝胶电解质的尺寸相对较小;(c)层状结构的全固态镁空气电池示意图。
Figure 2. (a)石墨、(b)GO和(c)WSG的FESEM图。
Figure 3. 含有不同量琼脂的琼脂凝胶电解质的交流阻抗谱(插图:在高频区域的展开图)
Figure 4. 浸入不同WSG的琼脂凝胶电解质中镁条的EIS光谱
Figure 5. 在电流密度为11.11 mA cm
-2时,不同WSG掺入的琼脂凝胶电解质对镁空气电池的放电性能
相关研究成果于2019年由马来亚大学Joon Ching Juan课题组,发表在Ionics(https://doi.org/10.1007/s11581-018-2710-4)上。原文:An eco-friendly water-soluble graphene-incorporated agar gel electrolyte for magnesium-air batteries。