journal article·2014-02-12

Ultrathin TiO2(B) Nanorods with Superior Lithium-Ion Storage Performance

Roberto Giannuzzi, Michele Manca, Luisa De Marco, Maria R. Belviso, Alessandro Cannavale, Teresa Sibillano, Cinzia Giannini, P. Davide Cozzoli, Giuseppe Gigli

Publisher page

Abstract

The peculiar architecture of a novel class of anisotropic TiO2(B) nanocrystals, which were synthesized by an surfactant-assisted nonaqueous sol-gel route, was profitably exploited to fabricate highly efficient mesoporous electrodes for Li storage. These electrodes are composed of a continuous spongy network of interconnected nanoscale units with a rod-shaped profile that terminates into one or two bulgelike or branch-shaped apexes spanning areas of about 5 × 10 nm(2). This architecture transcribes into a superior cycling performance (a charge capacitance of 222 mAh g(-1) was achieved by a carbon-free TiO2(B)-nanorods-based electrode vs 110 mAh g(-1) exhibited by a comparable TiO2-anatase electrode) and good chemical stability (more than 90% of the initial capacity remains after 100 charging/discharging cycles). Their outstanding lithiation/delithiation capabilities were also exploited to fabricate electrochromic devices that revealed an excellent coloration efficiency (130 cm(2) C(-1) at 800 nm) upon the application of 1.5 V as well as an extremely fast electrochromic switching (coloration time ∼5 s).
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Transition Metal Oxide Nanomaterials · Advanced Photocatalysis Techniques · Advancements in Battery Materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Center for Bio-Molecular Nanotechnology, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Via Barsanti, 73010 Arnesano, Lecce, Italy

National Nanotechnology Laboratory (NNL), CNR Istituto Nanoscienze, c/o Distretto Tecnologico, Via Arnesano 16, 73100 Lecce, Italy

Istituto di Cristallografia (IC) CNR, via Amendola 122/O, 70126 Bari, Italy

Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De Giorgi”, Universita’ del Salento, Via Arnesano, 73100 Lecce, Italy

References (73)

Show source-provided references
1. Chen X. · Chem. Rev. · 2007 · 107 · 289110.1021/cr0500535 ↗
2. Banerjee A. N. · Nanotechnol. Sci. Appl. · 2011 · 4 · 3510.2147/NSA.S9040 ↗
3. Myung S. T. · Adv. Funct. Mater. · 2011 · 21 · 323110.1002/adfm.201002724 ↗
4. Huang S. Y. · J. Electrochem. Soc. · 1995 · 142 · L14210.1149/1.2048726 ↗
5. Pfanzelt M. · J. Power Sources · 2011 · 196 · 681510.1016/j.jpowsour.2010.09.109 ↗
6. Reddy M. A. · Electrochem. Solid-State Lett. · 2007 · 10 · A2910.1149/1.2400203 ↗
7. Armstrong A. R. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2004 · 43 · 228610.1002/anie.200353571 ↗
8. Armstrong A. R. · Electrochem. Solid-State Lett. · 2006 · 9 · A13910.1149/1.2162327 ↗
9. Liu H. · Adv. Mater. · 2011 · 23 · 345010.1002/adma.201100599 ↗
10. Guo Z. · RSC Adv. · 2013 · 3 · 335210.1039/c2ra23336c ↗
11. Su X. · J. Mater. Sci. · 2012 · 47 · 251910.1007/s10853-011-5974-x ↗
12. Dylla A. G. · Acc. Chem. Res. · 2012 · 45 · 1104
13. Okumura T. · Chem. Mater. · 2011 · 23 · 363610.1021/cm200902r ↗
14. Lee K. T. · Nanotoday · 2011 · 6 · 2810.1016/j.nantod.2010.11.002 ↗
15. Armstrong A. R. · Adv. Mat. · 2005 · 17 · 86210.1002/adma.200400795 ↗
16. Aravindan V. · J. Mater. Chem. A · 2013 · 1 · 30810.1039/C2TA00078D ↗
17. Aravindan V. · J. Mater. Chem. A · 2013 · 1 · 614510.1039/c3ta11103b ↗
18. Liu S. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 320110.1002/adma.201201036 ↗
19. Liu J. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 409710.1002/adma.201104993 ↗
20. Lampert C. M. · Sol. Energy Mater. Sol. Cells · 2003 · 76 · 48910.1016/S0927-0248(02)00259-3 ↗
21. Granqvist C. G. · 1995
22. Dinh N. N. · Sol. Energy Mater. Sol. Cells · 2011 · 95 · 61810.1016/j.solmat.2010.09.028 ↗
23. De Marco L. · Energy Environ. Sci. · 2013 · 6 · 179110.1039/c3ee24345a ↗
24. Armstrong A. R. · Chem. Mater. · 2010 · 22 · 642610.1021/cm102589x ↗
25. Armstrong G. · Chem. Commun. · 2005 · 19 · 245410.1039/b501883h ↗
26. Beuvier T. · Inorg. Chem. · 2010 · 49 · 845710.1021/ic1010192 ↗
27. Nune S. K. · Chem.Commun. · 2010 · 46 · 680110.1039/c0cc02327b ↗
28. Li J. · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 343910.1039/c0cc04634e ↗
29. Yang Z. · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 859110.1039/c0jm03873c ↗
30. Yang Z. · Nanoscale · 2011 · 3 · 444010.1039/c1nr10837a ↗
31. Liu S. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 320110.1002/adma.201201036 ↗
32. Kobayashi M. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 537310.1021/cm071370q ↗
33. Xiang G. · Sci. Rep. · 2013 · 3 · 141110.1038/srep01411 ↗
34. Joo J. · J. Phys. Chem. B · 2005 · 109 · 1529710.1021/jp052458z ↗
35. LLB Powder Diffraction Software Site Home Page.http://www-llb.cea.fr/fullweb.
36. Buonsanti R. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1921610.1021/ja208418z ↗
37. De Marco L. · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 1337110.1039/c1jm11887k ↗
38. Liu Y. · Adv. Energy Mater. · 2011 · 1 · 19410.1002/aenm.201000037 ↗
39. Lin Y. H. · Adv. Energy Mater. · 2011 · 1 · 90110.1002/aenm.201100256 ↗
40. Belviso, M. R.; Carlino, E.; Giannini, C.; Scremin, B. F.; Cozzoli, P. D.manuscript in preparation
41. Pietsch U. · 200410.1007/978-1-4757-4050-9 ↗
42. Lindstrom H. · J. Phys. Chem. B · 1997 · 101 · 771710.1021/jp970490q ↗
43. Wagemaker M. · Nature · 2002 · 418 · 39710.1038/nature00901 ↗
44. Lunell S. · J. Am. Chem. Soc. · 1997 · 119 · 737410.1021/ja9708629 ↗
45. Wang H. · J. Phys. Chem. B. · 2001 · 105 · 252910.1021/jp0036083 ↗
46. Boschloo G. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 222810.1021/jp984414e ↗
47. Kavan L. · J. Electroanal. Chem. · 1995 · 394 · 9310.1016/0022-0728(95)03976-N ↗
48. Kavan L. · J. Electrochem. Soc. · 1996 · 143 · 39410.1149/1.1836455 ↗
49. Beuvier T. · J. Phys. Chem. C · 2009 · 113 · 1370310.1021/jp903755p ↗
50. Fröschl T. · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 531310.1039/c2cs35013k ↗
51. Nam S. H. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2010 · 2 · 204610.1021/am100319u ↗
52. Kim H. · J. Electrochem. Commun. · 2008 · 10 · 166910.1016/j.elecom.2008.08.035 ↗
53. Guo Y. G. · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 208710.1002/adma.200602828 ↗
54. Qiu Y. C. · ACS Nano · 2010 · 4 · 651510.1021/nn101603g ↗
55. Das S. K. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2010 · 2 · 209110.1021/am1003409 ↗
56. Das S. K. · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 160010.1039/b919139a ↗
57. Cao F. F. · J. Phys.Chem. C · 2010 · 114 · 1030810.1021/jp103218u ↗
58. Bard A. J. · 1980
59. Armstrong R. A. · J. Power Sources · 2005 · 146 · 50110.1016/j.jpowsour.2005.03.057 ↗
60. Zhou Y. · J. Electrochem. Soc. · 2003 · 150 · A124610.1149/1.1597883 ↗
61. Krtil P. · J. Electrochem. Soc. · 2001 · 148 · A104510.1149/1.1392321 ↗
62. Wang J. · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 252910.1021/jp1087509 ↗
63. Barsoukov E. · 1987
64. Funabiki A. · J. Electrochem. Soc. · 1998 · 145 · 17210.1149/1.1838231 ↗
65. Levi M. D. · Solid State Ionics · 2001 · 143 · 30910.1016/S0167-2738(01)00819-0 ↗
66. Ho C. · J. Electrochem. Soc. · 1980 · 127 · 34310.1149/1.2129668 ↗
67. Stashans A. · J. Phys. Rev. B · 1996 · 53 · 15910.1103/PhysRevB.53.159 ↗
68. Arrouvel C. · Chem. Mater. · 2009 · 21 · 477810.1021/cm900373u ↗
69. Panduwinata D. · J. Mater. Chem. · 2009 · 19 · 393110.1039/b902683e ↗
70. Lee S.H. · Appl. Phys. Lett. · 1999 · 75 · 154110.1063/1.124782 ↗
71. Wang J. M. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 1430610.1021/jp804035r ↗
72. Subrahmanyam A. · Sol. Energy Mater. Sol. Cells · 2007 · 91 · 26610.1016/j.solmat.2006.09.005 ↗
73. Chen J. Z. · ACS Nano · 2012 · 6 · 663310.1021/nn300787r ↗