通过空置工程通过p-d轨道杂交增强双向硫转化.
Yan Chen1, Dan Li1, Yufang Chen2
1Hunan Province Key Laboratory for Electrochemical Energy Storage and Conversion National Base for International Science & Technology Cooperation National Local Joint Engineering Laboratory for Key Materials of New Energy Storage Battery Key Laboratory of Environmentally Friendly Chemistry and Applications of Ministry of Education School of Chemistry Xiangtan University Xiangtan China.
研究人员开发了一种新的催化剂,CWO-M,通过调节CoWO4中的氧空缺来改善硫电池 (LSB). 这种催化剂增强了动力学,提高了先进的储能解决方案的性能和稳定性.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 硫电池 (LSB) 提供高能量密度,但受到穿效应和缓慢的氧化还原动力学的影响.
- 这些局限性阻碍了它们在储能方面的实际应用.
研究的目的:
- 开发一种策略,以加速LSB中的聚硫化物动力学.
- 调查COWO4中氧空位度作为催化剂的作用.
主要方法:
- 用调制氧空位 (CWO-M) 进行 CoWO4 的实验合成和表征.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以了解催化机制.
- 在LSB中对CWO-M/S阴极进行电化学测试.
主要成果:
- 由于p-d轨道杂交,CWO-M对聚硫化物表现出最佳的吸附能量和催化能力.
- 证明了双向催化效应,加速了硫还原和Li2S氧化.
- 实现了优异的速率性能 (768 mAh g-1 在 2 C) 和高容量保留 (91.1% 在 100 个循环后在 0.2 C).
- 在高硫负载 (8.02 mg cm-2) 和低E/S比率 (8 μL mg S-1) 的情况下,具有高容量 (4 mAh cm-2) 的稳定循环.
结论:
- 在CoWO4中调节氧空度为LSB提供了有效的双向催化剂.
- CWO-M显著提高了LSB的电化学性能和稳定性.
- 这种方法为设计高性能LSB的先进催化剂提供了宝贵的见解.
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