Enhancing the performance of Waste Hemp Hurd-Based Carbons in SIBs through H2SO4-Assisted Hydrothermal Pretreatment

Abstract

Debido a su amplia disponibilidad y bajo costo, las baterías de sodio-ion (SIBs) se presentan como una opción muy prometedora para los sistemas de almacenamiento de energía post-litio. Los posibles candidatos para ánodos se centran en los carbones duros (HCs). Este estudio investigó el efecto del pretratamiento hidrotermal en agua y soluciones de H₂SO₄ (1, 2 o 4 mol dm^–3), en el rendimiento electroquímico de carbones duros (HCs) derivados de residuo de cáñamo industrial como electrodos en baterías de iones de sodio (SIBs). Los HCs se sintetizaron en soluciones ácidas seguido de tratamiento hidrotermal a 180 °C y segunda carbonización a 800 o 1000 °C. Los resultados mostraron que el rendimiento de los HCs dependía de la temperatura de carbonización y la concentración de H₂SO₄, destacando el material pretratado con 2 mol dm^–3 de H₂SO₄ y carbonizado a 1000 °C (HSA2-1000). Los materiales pretratados con 1 y 4 mol dm^–3 de H₂SO₄ demostraron excelente estabilidad durante 300 ciclos y una retención de capacidad del 100% al volver a ciclarse a 0.1 A g^–1. La caracterización adicional de los HCs ayudará a entender las diferencias observadas.