​吉大徐吉静AM：光辅助金属空气电池中MoS2 1d 纳米管的加速受限传质

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​吉大徐吉静AM：光辅助金属空气电池中MoS2 1d 纳米管的加速受限传质
将太阳能应用于储能电池系统在实现绿色和可持续发展方面面临挑战，然而，光辅助金属空气电池的有效进展受到光正极上光生电子和空穴的快速复合的限制。
​吉大徐吉静AM：光辅助金属空气电池中MoS2 1d 纳米管的加速受限传质
在此，吉林大学徐吉静团队报道了一种具有有限传质的一维有序MoS2纳米管（MoS2-ONT）用于延长光生载流子的寿命，从而克服电子和空穴快速复合的挑战。管状密闭空间不仅可以促进电荷载流子的有序分离和迁移，而且可以实现电荷的积累和氧分子的快速激活。MoS2-ONT的凹面可以提高载流子分离能力，延长载流子寿命。同时，有序的管状密闭空间可以有效实现电荷、离子和氧的快速转移。
在光照射下，光辅助锌空气电池实现了70 mW cm−2的快速ORR动力学，这是光辅助锌空气电池报道的最高值。此外，基于MoS2-ONT的光辅助Li−O2电池还表现出卓越的倍率性能和优异的电池性能。
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图1. 制备流程及结构表征
总之，该工作揭示了光催化半导体催化剂由于结构不同而导致的性能差异。在光照射下，纳米管状结构增强了光生电子空穴对快速分离和转移的动态行为。此外，MoS2-ONT表现出较高的表面光电压，促进更多的光生电子参与反应，从而实现优异的催化效果。
研究表明，MoS2-ONT实现了更快的ORR传质行为和更有利的ORR效率。更重要的是，MoS2-ONT光电极表现出高功率密度和稳定的催化活性，为光辅助锌空气电池系统中催化正极的选择提供了科学依据。因此，该研究对于制备智能便携式设备和其他金属空气电池具有重要的实际意义。
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图2. 电池性能
Accelerated Confined Mass Transfer of MoS2 1d Nanotube in Photo-Assisted Metal-Air Batteries, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202307790

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