对MXenes有效的选描述剂,以增强电池中的硫减少
Min Fang1, Jiawei Han1, Shiyu He1
1Nano and Heterogeneous Materials Center, School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China.
Journal of the American Chemical Society
|June 5, 2023
概括
研究人员开发了一种用于优化硫 (Li-S) 电池中的MXene催化剂的预测模型. 该模型确定了Ti2CS2,Mo2CS2和W2CS2等有前途的MXenes,以提高Li-S电池的性能.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 能量储存
背景情况:
- 二维 (2D) MXenes是硫 (Li-S) 电池的有希望的阴极催化剂.
- 它们的多样化氧化还原点和电子转移能力加速了多硫化物 (LiPS) 的转化.
- 从众多选项中选最佳的MXene催化剂仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一个预测模型来准确评估Li-S电池的速度限制步骤的热力学能量障碍.
- 确定MXene的局部化学反应性与其催化性能之间的关系.
- 为了有效地选一个大型的MXenes图书馆作为阴极催化剂的潜在用途.
主要方法:
- 开发了一种预测模型,将MXene的p波段中心和地下过渡金属的电子阴性与催化活性相关联.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算验证模型.
- 使用纯和Zn剂MXenes进行对比实验.
主要成果:
- 该模型准确地预测了LiPS转换的热力学能量障碍.
- 当地化学反应有效地与p带中心和电子阴性相关.
- 查发现Ti2CS2,Mo2CS2和W2CS2是优越的潜在阴极催化剂.
结论:
- 开发的模型提供了一种有效的选方法,用于-S电池的MXene阴极催化剂.
- Ti2CS2,Mo2CS2和W2CS2显示了提高Li-S电池性能的巨大潜力.
- 这种方法加速了下一代储能材料的发现.


