在硫电池中,通过性协调的单个铁原子调整硫阴极的氧还原行为
Guiqiang Cao1, Xifei Li1, Liping Chen1
1Institute of Advanced Electrochemical Energy & School of Materials Science and Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an, 710048, P. R. China.
这项研究引入了一种新的单个铁原子催化剂 (FeN2C2-SOx-NC),可以增强硫电池 (LSB) 的氧化还原动力学. 催化剂显著提高了硫阴极的性能和稳定性,用于先进的能量存储.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 调节单原子协调是提高硫电池 (LSB) 氧化还原动态的关键.
- 在LSB中实现单个Fe原子的最佳协调配置仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为LSBs开发一种新的三元协调单个Fe原子催化剂 (FeN2C2-SOx-NC).
- 研究FeN2C2-SOx-NC对硫阴极氧化还原活性和电化学性能的影响.
主要方法:
- 合成了一种具有单个Fe原子的催化剂,第一层由N和C协调,第二层氧化硫 (SOx).
- 描述了催化剂的电子结构及其与硫种的相互作用.
- 在LSB中测试了使用FeN2C2-SOx-NC催化剂的硫阴极的性能.
主要成果:
- FeN2C2-SOx-NC催化剂表现出较低的抗结合状态,优化了硫吸附/脱附.
- SOx物种通过重新分配电子密度来增强电催化活性.
- 硫阴极表现出极好的高速循环性能,其低容量衰变率为每周期0.08%在4.0°C的500个循环中.
结论:
- 三元协调的FeN2C2-SOx-NC催化剂有效地提高了LSB中的氧化还原动力学.
- 对Fe协调和周围物种的原子级优化对于提高硫阴极性能至关重要.
- 这项工作为设计高性能LSB的先进催化剂提供了新的策略.
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