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On the Reversible Sodium Plating/stripping Reaction in Porous SiCN(O) Ceramic: A Feasibility Study

Melzi d'Eril, Marco ; Graczyk‐Zajac, Magdalena Joanna ; Riedel, Ralf (2023)
On the Reversible Sodium Plating/stripping Reaction in Porous SiCN(O) Ceramic: A Feasibility Study.
In: Batteries & Supercaps, 2023, 6 (3)
doi: 10.26083/tuprints-00023713
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Sodium‐ion batteries (SIBs) are a cost‐effective and sustainable alternative to lithium‐ion batteries (LIBs), which might be independent of rare raw materials. These advantages come at the expense of low energy density. Sodium metal batteries (SMBs) can provide a possible solution. In this work, we present the use of a porous silicon carbonitride (SiCN(O)) ceramic as an anodic matrix for reversible Na‐plating. The role of the pores is investigated and the plating mechanism allowing reversible and uniform plating/stripping of sodium is also presented. Electrochemical studies show a stable and reversible capacity gain of around 60 mAh/g beyond the insertion capacity of the SiCN(O) ceramic over 100 cycles.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Melzi d'Eril, Marco ; Graczyk‐Zajac, Magdalena Joanna ; Riedel, Ralf
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: On the Reversible Sodium Plating/stripping Reaction in Porous SiCN(O) Ceramic: A Feasibility Study
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 27 November 2023
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2023
Ort der Erstveröffentlichung: Weinheim
Verlag: Wiley-VCH
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Batteries & Supercaps
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 6
(Heft-)Nummer: 3
Kollation: 5 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00023713
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23713
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Sodium‐ion batteries (SIBs) are a cost‐effective and sustainable alternative to lithium‐ion batteries (LIBs), which might be independent of rare raw materials. These advantages come at the expense of low energy density. Sodium metal batteries (SMBs) can provide a possible solution. In this work, we present the use of a porous silicon carbonitride (SiCN(O)) ceramic as an anodic matrix for reversible Na‐plating. The role of the pores is investigated and the plating mechanism allowing reversible and uniform plating/stripping of sodium is also presented. Electrochemical studies show a stable and reversible capacity gain of around 60 mAh/g beyond the insertion capacity of the SiCN(O) ceramic over 100 cycles.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

Highly porous anodic matrix for Na-plating/stripping: The porosity of SiCN(O) makes this ceramic attractive as a matrix for reversible plating of metallic sodium on the anodic side. The pores serve as an energetically favourable nucleation site reducing the risk of uncontrolled dendrite growth allowing to take advantage of the high gravimetric capacity (1166 mAh/g) of metallic sodium.

Englisch
Freie Schlagworte: anode, battery, ceramics, plating, porous, sodium
ID-Nummer: e202200491
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-237135
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Disperse Feststoffe
Hinterlegungsdatum: 27 Nov 2023 14:03
Letzte Änderung: 28 Nov 2023 10:41
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