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埃斯基希尔 · 奥斯曼加兹大学Mustafa Anik等--g-C3N4/石墨烯纳米复合材料在锂离子氧电池光辅助充电中的光催化效率
      在这项工作中,旨在合成一种有效的纳米复合光催化剂,用于锂离子氧电池的光辅助充电。最初,石墨烯薄膜是通过化学气相沉积合成的,随后,g-C3N4/石墨烯纳米复合材料作为光催化剂通过热还原合成。FTIR光谱分析表明═在合成过程中,g-C3N4和石墨烯薄膜之间可以形成C键。光电流测量表明,石墨烯的存在对g-C3N4的可见光利用率和光催化效率有很大贡献。紫外-可见漫反射光谱测量也揭示了这一贡献,表明石墨烯的增量添加逐渐减少了纳米复合材料的光学带隙。在锂离子氧电池的光辅助充电测试中,还观察到g-C3N4/石墨烯纳米复合材料的光催化剂性能,并且结构中2D石墨烯的存在提高了g-C3N4在降低充电电势方面的有效性,特别是在高电流密度下。

 
图1. 纯g-C3N4、1 cm2石墨烯/mg g-C3N4、2 cm2石墨烯/mg g-C3N4和3 cm2石墨烯/mg g-C3N4的FTIR光谱。

 
图2. 纯g-C3N4、1 cm2石墨烯/mg g-C3N4、2 cm2石墨烯/mg g-C3N4和3 cm2石墨烯/mg g-C3N4的XRD图谱。

 
图3. 纯g-C3N4、1 cm2石墨烯/mg g-C3N4、2 cm2石墨烯/mg g-C3N4和3 cm2石墨烯/mmg g-C3N4的光电极电流。

 
图4. (a)纯g-C3N4, (b) 1 cm2石墨烯/mg g-C3N4, (c) 2 cm2石墨烯/mg g-C3N4, (d) 3 cm2石墨烯/mg g-C3N4的吸收边。

 
图5. (a)纯g-C3N4, (b) 1 cm2石墨烯/mg g-C3N4, (c) 2 cm2石墨烯/mg g-C3N4, (d) 3 cm2石墨烯/mg g-C3N4的光学带隙。

 
图6. (a)纯g-C3N4,(b)1 cm2石墨烯/mg g-C3N4,(c)2 cm2石墨烯/mg g-C3N4,和(d)3 cm2石墨烯/mg g-C3N4的Mott-Schottky图。

 
图7. 在(a) 10 mA g-1 (0.001 mA cm-2)、(b) 50 mA g-1 (0.005 mA cm-2)、(c) 100 mA g-1 (0.01 mA cm-2)、(d) 200 mA g-1 (0.02 mA cm-2)和(e) 500 mA g-1 (0.05 mA cm-2)电流密度的光辅助充电条件下,g-C3N4和3 cm2石墨烯/mg g- C3N4光催化剂对锂离子氧电池的1小时充电曲线。并给出了放电曲线和暗充电曲线进行比较。

 
图8. 在光辅助条件下,使用(a)g-C3N4和(b)3 cm2石墨烯/mg g-C3N4光催化剂的锂离子氧电池在2500 mA h g–1(0.25 mA h cm–2)恒定容量和300 mA g–1的电流密度下收集的放电和充电曲线。
 
       相关研究成果由埃斯基希尔 · 奥斯曼加兹大学Mustafa Anik等人2023年发表在ACS Omega (链接:https://doi.org/10.1021/acsomega.3c07546)上。原文:Photocatalytic Efficiency of g-C3N4/Graphene Nanocomposites in the Photo-Assisted Charging of the Li-Ion Oxygen Battery

转自《石墨烯研究》公众号
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