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近日,新華網報道Carbon Energy發表的文章,全文如下:
上海大學張久俊、左銀澤聯合福州大學顏蔚團隊在《碳能源(英文版)》上以「表面工程用於製備鋰硫電池電催化劑用於選擇性硫轉化的通用策略」為題發表文章,通過表面工程策略設計了一種Mn3O4−x催化劑的通用策略,藉助可以選擇性催化鋰硫電池內部的液-固轉化,可有效抑制「穿梭效應」。
為了減少化石能源的排放,能源儲存系統是探索清潔和可持續能源(如太陽能、風能、潮汐等)的必要途徑。在眾多系統中,鋰硫電池具有高比容量、高能量密度等優勢,具備成為下一代儲能系統的潛力。但是鋰硫電池內部固-液-固硫轉化過程造成了嚴重的「穿梭效應」,進而降低電化學動力學,嚴重阻礙了鋰硫電池的發展。研究表明,必須藉助催化劑催化策略,加速鋰硫電池內部硫轉化。但是,傳統的催化劑更傾向於加速固-液轉變,造成了聚硫化物的多度積累,將進一步加速鋰硫電池的「穿梭效應」。因此,必須設計合理的策略來控制催化劑的催化活性,使其更易於加速鋰硫電池內部的液-固轉化,而非固-液轉化。
據了解,該項研究將氧空位成功引入到Mn3O4中,形成Mn3O4−x催化劑。使其對Li2S4的還原具有優異的親和力,並且對於Li2S的沉積和再活化具有優異的催化作用。另外,通過原位XRD和理論計算證明了Mn3O4−x催化劑的催化過程和催化機理。
其中的亮點有:
(1)通過表面工程設計氧空位用於製備選擇性催化劑的通用策略。並用於鋰硫電池以抑制「穿梭效應」,為選擇性催化劑的製備提供了新思路。
(2)利用原位XRD技術確定了硫轉化中的反應中間體(MnS和LiyMnzO4-x),為了解鋰硫電池催化機理奠定了基礎。此工作對於開發新型鋰硫電池催化劑提出了新思路。
《碳能源(英文版)》是由溫州大學和Wiley聯合創辦的旗艦期刊,面向材料、化學、環境、物理及交叉學科,重點關注碳、碳減排、清潔能源等前沿領域,旨在及時報道國際上碳材料和能源領域的最新科研成果和動態。
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