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《碳能源(英文版)》发表制备锂硫电池电催化剂用于选择性硫转化的通用策略

时间:2022-09-29 09:11:03 | 来源:新华网

近日,上海大学张久俊、左银泽联合福州大学颜蔚团队在《碳能源(英文版)》上以“表面工程用于制备锂硫电池电催化剂用于选择性硫转化的通用策略”为题发表文章,通过表面工程策略设计了一种Mn3O4−x催化剂的通用策略,借助可以选择性催化锂硫电池内部的液-固转化,可有效抑制“穿梭效应”。

为了减少化石能源的排放,能源储存系统是探索清洁和可持续能源(如太阳能、风能、潮汐等)的必要途径。在众多系统中,锂硫电池具有高比容量、高能量密度等优势,具备成为下一代储能系统的潜力。但是锂硫电池内部固-液-固硫转化过程造成了严重的“穿梭效应”,进而降低电化学动力学,严重阻碍了锂硫电池的发展。研究表明,必须借助催化剂催化策略,加速锂硫电池内部硫转化。但是,传统的催化剂更倾向于加速固-液转变,造成了聚硫化物的多度积累,将进一步加速锂硫电池的“穿梭效应”。因此,必须设计合理的策略来控制催化剂的催化活性,使其更易于加速锂硫电池内部的液-固转化,而非固-液转化。

据了解,该项研究将氧空位成功引入到Mn3O4中,形成Mn3O4−x催化剂。使其对Li2S4的还原具有优异的亲和力,并且对于Li2S的沉积和再活化具有优异的催化作用。另外,通过原位XRD和理论计算证明了Mn3O4−x催化剂的催化过程和催化机理。

其中的亮点有:

(1)通过表面工程设计氧空位用于制备选择性催化剂的通用策略。并用于锂硫电池以抑制“穿梭效应”,为选择性催化剂的制备提供了新思路。

(2)利用原位XRD技术确定了硫转化中的反应中间体(MnS和LiyMnzO4-x),为了解锂硫电池催化机理奠定了基础。此工作对于开发新型锂硫电池催化剂提出了新思路。

《碳能源(英文版)》是由温州大学和Wiley联合创办的旗舰期刊,面向材料、化学、环境、物理及交叉学科,重点关注碳、碳减排、清洁能源等前沿领域,旨在及时报道国际上碳材料和能源领域的最新科研成果和动态。

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