バイオマスリサイクル由来の炭素系負極材料のリチウムイオン/ナトリウムイオン電池応用におけるトレンド

• PET廃棄物を900~1400°Cで直接炭化し、ハードカーボン(HC)アノード材料を合成
• PET_1000およびPET_1100サンプルが、20 mA g−1で275~280 mAh g−1の可逆容量を達成

• ヨシの穂由来の天然Si/N共ドープ多孔質バイオマスカーボンマイクロチューブをリチウムイオン電池アノード材料として合成し、電気化学的性能を実証した研究成果が報告された。
• RC-Si/Nアノードは100 mA g−1で200サイクル後761.3 mAh g−1の放電容量、1 A g−1で1000サイクル後517.7 mAh g−1の放電容量を維持するサイクル安定性を示した。
• DFT計算により、強化されたLi+吸着能力、長期間サイクルでの持続的構造的完全性、促進された反応速度論が確認された。

ポータブルウェアラブルエレクトロニクスの進展に伴い、フレキシブルスーパーキャパシタの開発機会が拡大している。近年、MXeneとその複合材料は、高い理論容量、比表面積、導電性、親水性、機械的柔軟性から、優れたスーパーキャパシタ電極材料として注目されている。本レビューは、MXeneの開発経緯と一般的な合成戦略を概説し、異なる調製方法が構造と特性に与える影響に焦点を当てる。フレキシブルスーパーキャパシタの実用的な要求に基づき、電荷蓄積、レート性能、サイクル寿命、機械的柔軟性に影響を与える主要因を分析する。MXene複合材料の性能向上に用いられる一般的な設計戦略をまとめる。さらに、MXeneベース電…

MXeneは、その二次元層状構造、高い導電性、親水性表面、調整可能な化学的性質により、電気化学的エネルギー貯蔵において広範な関心を集めている。しかし、従来のMXeneは、再積層、イオン輸送の制限、界面安定性の不足、活性サイト多様性の限界といった課題を抱えている。近年、高エントロピー戦略は、Mサイトに複数の遷移金属を導入することでMXeneの構造と特性を制御する新たな機会を提供してきた。本稿では、Mサイトのマルチメタルエントロピー、XサイトのC/N化学的性質、および表面終端の構成的無秩序の連動する役割に焦点を当て、MXeneベースのエネルギー貯蔵材料の理解と設計のためのフレームワークとして多段…

全固体リチウム硫黄電池(ASSLSBs)は、硫黄の高い理論的エネルギー密度(2600 Wh kg−1)と、固体電解質(SEs)の安全性およびポリスルフィドシャトル抑制の利点を組み合わせています。しかし、実用化における主な障壁は、固体状態での変換速度の遅さ、複合カソードでの化学機械的劣化、および固体間界面抵抗の大きさです。本レビューでは、ASSLSBsの3つの主要コンポーネント(カソード、固体電解質、界面)における最近の進歩を体系的に検討します。カソードについては、S/C複合材料の設計戦略と、Li2S、金属硫化物、有機硫黄化合物などの代替活性材料について議論します。固体電解質については、無機(…