清华张强/北理李博权JACS：半固定化分子电催化剂助力高性能Li-S电池

锂-硫（Li-S）电池具有2600 Wh kg^-1的超高理论能量密度，是有前途的下一代储能装置。然而，具有复杂均相和非均相电化学过程的多相硫氧化还原反应动力学缓慢，因此需要有针对性的高效电催化剂。

基于此，清华大学张强教授和北京理工大学李博权教授（共同通讯作者）等人报道了一种半固定化分子电催化剂，以适应锂-硫（Li-S）电池中硫氧化还原反应的特点。

具体而言，卟啉电催化活性位点通过共价接枝到聚吡咯连接体上而集成在石墨烯导电基底上。聚吡咯接枝点赋予卟啉活性位点具有异质和均质性电催化功能，分别源于其固有的导电性和柔韧性，即作为本工作中的半固定化策略。

一方面，导电聚吡咯连接体将卟啉活性位点整合在导电通路中，用于非均相电催化。另一方面，聚吡咯连接体的柔性将卟啉活性位点的电催化功能从二维（2D）导电表面扩展到三维（3D）体电解质，以实现均相电催化。

最后，作者将半固定化策略的有效性在实际Li-S电池中得到了进一步验证，该电池实现了优异的倍率性能和较长的寿命，以及343 Wh kg^-1高能量密度的Li-S袋式电池。

该研究结果不仅提出了一种设计有效的半固定化电催化剂策略，以提高Li-S电池的性能，而且还启发了面向类似多相电化学能量过程的电催化剂的发展。

Semi-Immobilized Molecular Electrocatalysts for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries. J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c09107.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c09107.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/18/8c060b753d/