陈忠伟/王新/张永光ACS Nano: 用于锂硫电池的分级多孔Mxene微球先进电催化剂 2023年10月13日 上午10:08 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 12 锂硫(Li-S)电池由于其理论能量密度高、成本低和环境友好,在下一代电子产品中具有广阔的前景。然而,多硫化物(LIPS)的穿梭效应和缓慢的反应动力学阻碍了Li-S电池的实际应用。 在此,加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士、华南师范大学王新研究员及河北工业大学张永光教授等人报道了通过喷雾干燥和化学蚀刻策略制备分级多孔MXene 微球作为多功能电催化剂。 在喷雾干燥过程中,Mxene纳米片上原位形成了O-Ti-C表面氧化层。之后采用简单的化学腐蚀方法选择性去除Ti3C2 MXene纳米薄片上的Ti-O键以产生大量不饱和Ti位点,同时形成规整的层状多孔结构。 由此产生的裸露边缘和不饱和配位Ti使得MXene和LiPS之间存在优异的主客体相互作用,导致强大的硫吸附和快速的氧化还原反应。坚固的结构抑制了材料的重新堆叠并缓解了体积膨胀,提供快速的物质/电荷传输。 图1. S/3D e-Ti3C2 -2微球合成示意图 基于上述优势,采用S/3D e-Ti3C2 -2正极的电池在0.2 C下具有1205.9 mAh g-1的高放电容量和优异的倍率性能(772.4 mAh g-1@5.0 C)。即使在硫负载提高至6.1 mg cm-2的情况下,S/3D e-Ti3C2 -2正极仍然表现出优异的电化学性能。 在 0.1 C时提供了 5.6 mAh cm-2的大容量,即使在0.5 C下也能提供 4.2 mAh cm-2的面积容量。该研究提供了一种有利的设计策略,将具有丰富活性边缘中心和加速LiPS催化转化的Ti3C2 Mxene材料协同结合,为未来具有卓越性能的Li-S电池的创新设计做出贡献。 图2. 基于S/3D e-Ti3C2 -2正极的Li-S电池的电化学性能 Hierarchically Porous Ti3C2 MXene with Tunable Active Edges and Unsaturated Coordination Bonds for Superior Lithium-Sulfur Batteries, ACS Nano 2021. 10.1021/acsnano.1c06213 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/13/62590d8915/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 徐淑银/王立芬/王跃生EnSM:无SEI负极实现97%首效、15C倍率的钠离子全电池 2023年10月11日 【催化】中科大俞书宏等JACS:定向微电场助力有序纳米结构催化剂提高电催化性能 2023年11月13日 海外博士朝九晚五,国内博士动辄日均十几个小时,为什么普遍认为海外博士水平比较高? 2023年10月24日 南洋理工大学楼雄文Angew. Chem.氧化铋复合材料高效电催化CO2RR 2023年11月13日 江海龙教授Angew.:转化率100%!PdCu2@MF-X助力炔烃半加氢 2023年10月6日 ACS Energy Letters:新型氯化物固体电解质实现预锂化硅负极的超高负载固态电池 2023年10月5日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交