Relay-Type Catalysis by a Dual-Metal Single-Atom System in a Waste Biomass Derivative Host for High-Rate and Durable Li–S Batteries

催化作用 衍生工具(金融) 对偶(语法数字) Atom(片上系统) 寄主(生物学) 材料科学 金属 继电器 原子经济 生物量(生态学) 纳米技术 化学 有机化学 物理 冶金 工程类 功率(物理) 生态学 嵌入式系统 业务 艺术 文学类 生物 量子力学 财务
作者
Qingping Wu,Keyi Chen,Zulipiya Shadike,Chilin Li
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (21): 13468-13483 被引量:83
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c09919
摘要

An environmental-friendly and sustainable carbon-based host is one of the most competitive strategies for achieving high loading and practicality of Li-S batteries. However, the polysulfide conversion reaction kinetics is still limited by the nonuniform or monofunctional catalyst configuration in the carbon host. In this work, we propose a catalysis mode based on "relay-type" co-operation by adjacent dual-metal single atoms for high-rate and durable Li-S batteries. A discarded sericin fabric-derived porous N-doped carbon with a stacked schistose structure is prepared as the high-loading sulfur (84 wt %) host by a facile ionothermal method, which further enables the uniform anchoring of Fe/Co dual-metal single atoms. This multifunctional host enables superior lithiophilic-sulfiphilic and electrocatalytic capabilities contributed by the "relay-type" single-atom modulation effects on different conversion stages of liquid polysulfides and solid Li2S2/Li2S, leading to the suppression of the "shuttle effect", alleviation of nucleation and decomposition barriers of Li2Sx, and acceleration of polysulfide conversion kinetics. The corresponding Li-S batteries exhibit a high specific capacity of 1399.0 mA h g-1, high-rate performance up to 10 C, and excellent cycling stability over 1000 cycles. They can also endure the high sulfur loading of 8.5 mg cm-2 and the lean electrolyte condition and yield an areal capacity as high as 8.6 mA h cm-2. This work evidentially demonstrates the potential of waste biomass reutilization coupled with the design of a single-atom system for practical Li-S batteries with high energy density.
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
小小完成签到,获得积分10
刚刚
大俊哥完成签到,获得积分10
1秒前
不知完成签到 ,获得积分10
1秒前
sy193625发布了新的文献求助10
2秒前
佳宝完成签到,获得积分10
2秒前
樊笼客完成签到,获得积分10
3秒前
现代宝宝完成签到,获得积分10
3秒前
张平一完成签到 ,获得积分10
4秒前
foceman完成签到,获得积分10
4秒前
想上985完成签到,获得积分10
4秒前
爱看文献的小恐龙完成签到,获得积分10
5秒前
阿苏完成签到,获得积分10
5秒前
yym996完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
gaoxiansheng完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
和谐的醉山完成签到,获得积分0
11秒前
nnn完成签到,获得积分10
12秒前
正直的雨双完成签到,获得积分10
13秒前
chengche发布了新的文献求助10
13秒前
11111111发布了新的文献求助10
13秒前
tt完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
grace完成签到 ,获得积分10
16秒前
傻傻的飞丹完成签到 ,获得积分10
16秒前
laochen完成签到 ,获得积分10
17秒前
chassie完成签到,获得积分10
17秒前
呆萌的忆山完成签到,获得积分10
17秒前
怡然以南完成签到 ,获得积分10
18秒前
明亮傲芙完成签到 ,获得积分10
18秒前
刘泽文完成签到,获得积分10
18秒前
canghong完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI2S应助活力书包采纳,获得10
20秒前
20秒前
lily完成签到 ,获得积分10
21秒前
qwa发布了新的文献求助10
21秒前
jayliu完成签到,获得积分10
22秒前
亭子完成签到 ,获得积分10
23秒前
苦哈哈完成签到,获得积分0
23秒前
mjf完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
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 6474043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8276949
关于积分的说明 17647516
捐赠科研通 5554561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2909870
邀请新用户注册赠送积分活动 1886625
关于科研通互助平台的介绍 1739115