金属相MoS2(1 T-MoS2)负载的金属纳米催化剂是一种用于加速非水Li||O2电池的氧化还原动力学的有吸引力的材料体系。然而,与表面轨道空间效应和内部电子耦合相关的缺点导致对1 T-MoS2稳定性的不利影响,特别是对于界面电荷转移。这使得难以在不损害1 T相载体的情况下掺入客体金属纳米颗粒。
近日,山东大学Longwei Yin,Rutao Wang,Zhiwei Zhang,Xiaojing Liu,纽约州立大学布法罗分校Xiaoli Ge在这里提出了一种p-block元素(In-O)掺杂策略,通过调节表面轨道空间效应和加强内部化学键来稳定1T相MoS2,从而在Li||O2电池的稳定1T-MoS2上进行外延Ru纳米催化剂。
文章要点
1)实验和理论分析表明,In-O-MoS2@Ru增强了O2解离,促进了LiO2中间体的吸附。这种效应在氧还原反应期间促进弱结晶Li2O2膜的生长,其在OER反应期间更容易分解,从而增强双功能催化动力学。
2)当用于非水Li||O2电池的正极时,In-O-MoS2@Ru表现出0.37 V的过电位和200mA g-1下284次循环的循环寿命,以及25 °C下1000 mAh g-1的最终放电比容量。
参考文献
Wang, P., Zhao, D., Zhang, P. et al. P-block element modulated 1 T phase MoS2 with Ru lattice grafting for high-performance Li | |O2 batteries. Nat Commun 16, 1453 (2025).
DOI:10.1038/s41467-024-55073-5
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55073-5