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斯坦福大学崔屹:Ni@HGDY加速Li2S转化动力学!
来源: 时间:2023-07-14 09:45:31 浏览:1889次

第一作者:Louisa C. Greenburg

通讯作者:崔屹教授

通讯单位:斯坦福大学

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01034




研究背景

锂-硫(Li-S)电池具有高的理论能量密度和低成本等优点,被认为是下一代储能系统的有力候选者。然而,绝缘硫(S)和硫化锂(Li2S)之间缓慢的转化反应动力学和多硫化物的“穿梭效应”仍是巨大的技术挑战。此外,S和Li2S之间密度差会在循环时引起S正极巨大的体积变化,进而造成电极粉化、活性S损失和循环寿命差等列问题。基于此,斯坦福大学崔屹教授团队报道了一种负载镍的氢取代石墨炔(Ni@HGDY)作为调控Li2S正极反应的催化剂。研究表明这种催化剂能有效加快电子/离子的转移速率,降低反应过电位,促进Li2S和S之间的可逆转化。该工作突出了Ni作为金属催化剂的功效,并展示了氢取代石墨炔在储能应用中的潜力。




文章要点

1、作者合成了一种镍金属锚定在氢取代石墨炔表面的催化剂,用于改善Li2S正极反应动力学。

2、氢取代石墨炔(HGDY)表面丰富的π-π共轭网络能加快电子传导,同时乙炔连接体之间的大的孔隙(16.3 Å)也有利于增强锂离子扩散。

3、Ni@HGDY催化剂提供了高密度的反应活性位点,Ni中心能催化Li2S和S的相互转化,同时HGDY共轭单元能诱捕多硫化物,从而协同地增强Li2S正极反应动力学




图文展示

图1. Ni@HGDY催化剂的设计和作用机制

图2. Ni@HGDY催化剂的合成过程和结构表征

图3. Ni@HGDY对提升Li2S正极转化的作用

图4. Ni@HGDY显著提升Li2S正极电化学性能

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全部 3小时前 四川
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