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    陈忠伟团队最新Angew.：双缺陷MOF基架催化剂助力Li-S电池！
    来源： 时间：2023-06-30 17:27:27 浏览：1061次

    第一作者：Xin Wang

    通讯作者：陈忠伟院士和罗丹博士

    通讯单位：加拿大滑铁卢大学

    DOI: 10.1002/anie.202306901


    研究背景

    硫（S）正极的缓慢氧化还原动力学和多硫化锂（LiPSs）的穿梭效应是锂-硫（Li-S）电池面向实用化的主要障碍。通过催化加速可溶性多硫化锂向不溶性硫化锂的转化可以有效改善Li-S电池的倍率容量和循环性能。然而，具有单一活性位点的电催化剂不能同时加速硫正极的多个转化步骤，无法兼顾硫正极的整个氧化还原反应。基于此，加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士团队报道了一种新型的双缺陷金属有机骨架（MOF）作为硫正极反应催化剂，以实现对LiPSs的有效吸附，并催化不同阶段硫正极的转化过程。该工作不仅对Li-S电池中材料的设计和缺陷工程具有启发意义，而且对其他储能技术领域也具有重要的指导作用。


    文章要点

    1、作者采用一步水热法合成双缺陷的金属−有机骨架（UiO-66D2），其缺陷可以分为配体缺陷和金属簇缺陷两种类型。

    2、对比单位点催化剂，UiO-66D2中的双缺陷对硫转化反应具有定向催化行为。实验测试和密度泛函理论（DFT）计算表明，配体缺陷和金属簇缺陷分别对“S8→Li2S4”和“Li2S4→Li2S”两个过程展现出显著的催化作用。

    3、在贫电解质（E/S=8.9 mL g-1）和高硫负载量（12.9 mg cm−2）条件下，采用双缺陷UiO-66D2改性隔膜组装的Li-S电池，在0.2 C下循环100次后容量仍高达1087 mAh g-1。


    图文展示

    图1.双缺陷MOF的制备流程及对硫氧化还原反应的作用机制

    图2.无缺陷（UiO-66P）、单缺陷（UiO-66D1）和双缺陷MOF（UiO-66D2）的微观形貌表征

    图3.双缺陷UiO-66D2的精细结构表征

    图4. 双缺陷UiO-66D2对硫正极氧化还原反应过程的作用

    图5.具有双缺陷UiO-66D2修饰隔膜的Li-S电池性能


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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字，很多小语种，有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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