Bifunctional Catalytic Activity Guided by Rich Crystal Defects in Ti3C2 MXene Quantum Dot Clusters for Li–O2 Batteries

双功能 材料科学 过电位 量子点 催化作用 化学工程 Crystal(编程语言) 纳米技术 密度泛函理论 MXenes公司 物理化学 电极 计算化学 化学 电化学 工程类 生物化学 程序设计语言 计算机科学
作者
Peng Wang,Danyang Zhao,Xiaobin Hui,Zhao Qian,Peng Zhang,Yingying Ren,Yue Lin,Zhiwei Zhang,Longwei Yin
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (32) 被引量:72
标识
DOI:10.1002/aenm.202003069
摘要

Abstract Ameliorating round‐trip efficiency and mitigating parasitic reaction play a key role in enhancing the activity and durability of lithium–oxygen batteries. Herein, it is first reported that Ti 3 C 2 MXene quantum dot clusters full of rich crystal defects anchored on N‐doped carbon nanosheets (Ti 3 C 2 QDC/N‐C) can operate well as bifunctional catalyst for Li–O 2 batteries. The well‐defined grain boundary and edge defects make crucial contributions in modulating the local unsaturated coordination state of active titanium atoms and thus the electronic structure of Ti 3 C 2 QDC/N‐C, greatly enhancing the catalytic capability. Furthermore, density functional theory calculations disclose that the fruitful crystal defects governed catalytic centers endow substantial benefits for inducing charge density delocalization, regulating the Li x O y intermediate adsorption and reducing the oxidation‐reduction energy barriers. The geometric morphology and distribution of final Li 2 O 2 accommodations are distinctly altered with optimized decomposition reversibility, which strengthens electro‐catalytic kinetics and lowers redox voltage gaps. As expected, Li–O 2 cells based on Ti 3 C 2 QDC/N‐C show favorable long‐period stability (240 cycles at 200 mA g −1 ) with minimal side reactions and distinguished discharge/charge overpotential (0.62 V). Critically, this crystal defect strategy paves a new way for expanding the active sites in MXenes for catalytic applications.
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
fan完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
小二郎应助成就的纸飞机采纳,获得10
2秒前
2秒前
顾矜应助大力成危采纳,获得10
3秒前
4秒前
aaaa发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
pilgrimmeteor完成签到,获得积分10
5秒前
共享精神应助王木南采纳,获得20
6秒前
愤怒的茉莉完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
linyudie发布了新的文献求助10
7秒前
东123发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
xm发布了新的文献求助10
8秒前
shizi完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
谨慎博超完成签到,获得积分10
9秒前
赘婿应助11采纳,获得10
9秒前
小柠檬完成签到,获得积分10
9秒前
水生的鱼完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
科目三应助榆木小鸟采纳,获得10
10秒前
佛人世间完成签到,获得积分10
10秒前
NXK发布了新的文献求助10
11秒前
川川发布了新的文献求助30
11秒前
王然发布了新的文献求助10
11秒前
酷炫书芹完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
天天快乐应助run采纳,获得10
14秒前
14秒前
柔弱凛发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Ayn发布了新的文献求助10
15秒前
眼睛大樱桃完成签到,获得积分10
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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5727744
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5309981
关于积分的说明 15312237
捐赠科研通 4875187
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2618600
邀请新用户注册赠送积分活动 1568248
关于科研通互助平台的介绍 1524927