Tuning the Local Coordination of CoP1–xSx between NiAs- and MnP-Type Structures to Catalyze Lithium–Sulfur Batteries

催化作用 纳米反应器 合理设计 锂(药物) 纳米技术 材料科学 二苯并噻吩 过渡金属 原子轨道 化学工程 化学 化学物理 纳米颗粒 有机化学 医学 物理 内分泌学 量子力学 电子 工程类
作者
Zihan Shen,Mengqiu Cao,Yang Wen,Jiatong Li,Xinrui Zhang,Junfeng Hui,Qingshan Zhu,Huigang Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (3): 3143-3152 被引量:57
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c12436
摘要

The slow conversion and rapid shuttling of polysulfides remain major challenges that hinder the practical application of lithium-sulfur (Li-S) batteries. Efficient catalysts are needed to accelerate the conversion and suppress the shuttling. However, the lack of a rational understanding of catalysis poses obstacles to the design of catalysts, thereby limiting the rapid development of Li-S batteries. Herein, we theoretically analyze the modulation of the electronic structure of CoP1-xSx caused by the NiAs-to-MnP-type transition and its influence on catalytic activity. We found that the interacting d-orbitals of the active metal sites play a determining role in adsorption and catalysis, and the optimal dz2-, dxz-, and dyz-orbitals in an appropriately distorted five-coordinate pyramid enable higher catalytic activity compared with their parent structures. Finally, rationally designed catalysts and S were electrospun into carbonized nanofibers to form nanoreactor chains for use as cathodes. The resultant Li-S batteries exhibited superior properties over 1000 cycles with only a decay rate of 0.031% per cycle and demonstrated a high capacity of 887.4 mAh g-1 at a high S loading of 10 mg cm-2. The structural modulation and bonding analyses in this study provide a powerful approach for the rational design of Li-S catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
ytong完成签到,获得积分10
1秒前
heisebeileimao给互助遵法尚德的求助进行了留言
1秒前
1秒前
Aaron完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
李健应助发嗲的鸡采纳,获得10
3秒前
4秒前
Lanala33发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
ding应助吃葡萄皮采纳,获得10
4秒前
4秒前
甜甜沛蓝完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
张荟发布了新的文献求助10
5秒前
无极微光应助小巧的松思采纳,获得20
5秒前
解二二完成签到 ,获得积分20
5秒前
5秒前
6秒前
xlk2222发布了新的文献求助10
7秒前
在水一方应助ZM采纳,获得10
8秒前
王12完成签到,获得积分10
8秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
CipherSage应助CTT采纳,获得10
9秒前
fanfan发布了新的文献求助10
10秒前
Honelll发布了新的文献求助10
10秒前
今后应助Turd_Ferguson采纳,获得10
10秒前
10秒前
未晞发布了新的文献求助10
11秒前
田様应助大大鱼采纳,获得10
12秒前
心意发布了新的文献求助10
12秒前
ding应助Huang采纳,获得10
13秒前
13秒前
咕噜仔发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
砺行发布了新的文献求助100
14秒前
薇儿完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Real Analysis: Theory of Measure and Integration (3rd Edition) Epub版 1200
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Production of doubled haploid plants ofCucurbitaceaefamily crops through unpollinated ovule culture in vitro 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6266173
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8087639
关于积分的说明 16904471
捐赠科研通 5336507
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2840213
邀请新用户注册赠送积分活动 1817386
关于科研通互助平台的介绍 1670847