Asymmetrically Coordinated Cu–N1C2 Single‐Atom Catalyst Immobilized on Ti3C2Tx MXene as Separator Coating for Lithium–Sulfur Batteries

材料科学 催化作用 硫黄 吸附 电化学 氧化还原 密度泛函理论 化学工程 X射线光电子能谱 空位缺陷 Atom(片上系统) 纳米技术 电极 物理化学 结晶学 计算化学 化学 有机化学 工程类 冶金 计算机科学 嵌入式系统
作者
Hongfei Gu,Wence Yue,Jingqi Hu,Xiangfu Niu,Hao Tang,Fengjuan Qin,You Li,Qing Yan,Wei Ma,Wenjing Xu,Zhiyi Sun,Qingqing Liu,Wensheng Yan,Lirong Zheng,Yu Wang,Hua Wang,Xinyuan Li,Liang Zhang,Guang-Ming Xia,Wenxing Chen
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (20) 被引量:58
标识
DOI:10.1002/aenm.202204014
摘要

Abstract Lithium–sulfur (Li–S) batteries are receiving great attention owing to their large theoretical energy density, but the shuttle effect and sluggish kinetic conversion of lithium polysulfides (LiPSs) seriously restrict their practical applications. Herein, various metal single‐atom catalysts immobilized on nitrogen‐doped Ti 3 C 2 T x ( M SA/N‐Ti 3 C 2 T x , M = Cu, Co, Ni, Mn, Zn, In, Sn, Pb, and Bi) are successfully prepared by a neoteric vacancy‐assisted strategy, applied as polypropylene (PP) separator coatings to facilitate the fast redox conversion and adsorption of LiPSs for boosting Li–S batteries. Of particular note, among the M SA/N‐Ti 3 C 2 T x s, Cu SA/N‐Ti 3 C 2 T x /PP exhibits amazing properties, involving excellent rate performance (925 mAh g −1 at 3 C), superb cycling stability over 1000 cycles, and ultra‐high sulfur utilization even at large sulfur loadings (7.19 mg cm −2 ; an areal capacity of 5.28 mAh cm −2 ). X‐ray absorption fine spectroscopy and density functional theory calculations reveal that the asymmetrically coordinated Cu–N 1 C 2 moieties act as the active sites, which possess a higher binding energy and a larger electron cloud with LiPSs than pristine Ti 3 C 2 T x , facilitating the adsorption and kinetic conversion of LiPSs effectively. This work may provide new insights into single atom‐decorated ultrathin 2D materials for enhancing electrochemical performance of advanced batteries for energy storage and conversion.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
科目三应助萧水白采纳,获得100
刚刚
羊羊的蛙发布了新的文献求助10
刚刚
Starry完成签到 ,获得积分10
1秒前
NexusExplorer应助爪人猫采纳,获得10
2秒前
俏皮的冰姬完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
周凡淇发布了新的文献求助10
6秒前
白白SAMA123完成签到,获得积分10
6秒前
姜且发布了新的文献求助10
6秒前
薰硝壤应助诚心的方盒采纳,获得10
6秒前
8秒前
追寻爆米花完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
球球发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
小马甲应助lan采纳,获得10
10秒前
哎嘿应助Foremelon采纳,获得10
10秒前
susiyiyi完成签到,获得积分10
10秒前
double ting完成签到,获得积分10
12秒前
Pattis完成签到 ,获得积分10
12秒前
Zhouyang完成签到,获得积分10
13秒前
Eileen发布了新的文献求助20
13秒前
神勇凝冬完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
18秒前
冷傲星月完成签到,获得积分10
18秒前
ao完成签到,获得积分10
18秒前
陈chq完成签到,获得积分10
19秒前
神勇凝冬发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
zqz发布了新的文献求助30
19秒前
20秒前
22秒前
兔BF完成签到,获得积分10
23秒前
sjh发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
老张发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3148165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2799249
关于积分的说明 7834127
捐赠科研通 2456451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1307282
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 628124
版权声明 601655