电催化剂对硫还原反应(SRR)的活性可以使用火山图来表示,火山图描述了特定的热力学趋势。然而,描述高电流率下SRR的动力学趋势尚不可用,这限制了人们对动力学变化的理解,并阻碍了高功率Li||S电池的发展。近日,阿德莱德大学乔世璋建立了一个SRR动力学趋势,该趋势将多硫化物浓度与动力学电流相关联。
本文要点:
1) 同步辐射X射线吸附光谱测量和分子轨道计算揭示了过渡金属基催化剂中轨道占有率在确定多硫化物浓度和SRR动力学预测中的作用。作者利用动力学趋势设计了一种包含碳材料和CoZn团簇的纳米复合电催化剂。
2) 当电催化剂用于硫基正极(5 mg cm−2的S负载)时,相应的Li||S纽扣电池可以在8 C下循环1000次。此外,该电池的放电容量保持率约为75%,初始比功率为26120 W kgS−1,比能量为1306 Wh kgS−1。
Huan Li et.al Developing high-power Li||S batteries via transition metal/carbon nanocomposite electrocatalyst engineering Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-024-01614-4
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01614-4