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:81
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
披着羊皮的狼应助HYF采纳,获得10
8秒前
思源应助小蓝采纳,获得10
8秒前
17秒前
煜琪发布了新的文献求助10
20秒前
小崔加油完成签到 ,获得积分10
31秒前
孟啊啊完成签到 ,获得积分10
34秒前
lx完成签到 ,获得积分10
34秒前
煜琪完成签到,获得积分10
35秒前
hhh应助煜琪采纳,获得10
39秒前
王志新完成签到 ,获得积分10
40秒前
keyanxiaobaishu完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
张平一完成签到 ,获得积分10
48秒前
小蓝发布了新的文献求助10
48秒前
排骨大王完成签到 ,获得积分10
54秒前
香蕉觅云应助小蓝采纳,获得10
54秒前
懒得起名字完成签到 ,获得积分10
55秒前
liuyepiao完成签到,获得积分10
1分钟前
粗暴的镜子完成签到,获得积分10
1分钟前
郭强完成签到,获得积分10
1分钟前
动人的诗霜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Kevin完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
hhh完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xiaobin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
左右完成签到 ,获得积分10
1分钟前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
ybheart完成签到,获得积分0
1分钟前
刻苦思枫发布了新的文献求助20
1分钟前
eternal_dreams完成签到 ,获得积分10
1分钟前
壮观的谷冬完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
称心的高丽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
DH完成签到 ,获得积分10
2分钟前
AAA房地产小王完成签到 ,获得积分10
2分钟前
光亮向真完成签到,获得积分10
2分钟前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
2分钟前
大海完成签到 ,获得积分10
2分钟前
CadoreK完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 6444807
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258579
关于积分的说明 17591494
捐赠科研通 5504451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901543
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718106