亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

A Volcano Correlation between Catalytic Activity for Sulfur Reduction Reaction and Fe Atom Count in Metal Center

化学 催化作用 硫黄 Atom(片上系统) 金属 电化学 吸附 无机化学 物理化学 有机化学 电极 计算机科学 嵌入式系统
作者
Guolei Cai,Haifeng Lv,Guikai Zhang,Danqing Liu,Jing Zhang,Jiawen Zhu,Junjie Xu,Xianghua Kong,Song Jin,Xiaojun Wu,Hengxing Ji
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (19): 13055-13065 被引量:68
标识
DOI:10.1021/jacs.3c14312
摘要

Sulfur reduction reaction (SRR) facilitates up to 16 electrons, which endows lithium-sulfur (Li-S) batteries with a high energy density that is twice that of typical Li-ion batteries. However, its sluggish reaction kinetics render batteries with only a low capacity and cycling life, thus remaining the main challenge to practical Li-S batteries, which require efficient electrocatalysts of balanced atom utilization and site-specific requirements toward highly efficient SRR, calling for an in-depth understanding of the atomic structural sensitivity for the catalytic active sites. Herein, we manipulated the number of Fe atoms in iron assemblies, ranging from single Fe atom to diatomic and triatomic Fe atom groupings, all embedded within a carbon matrix. This led to the revelation of a "volcano peak" correlation between SRR catalytic activity and the count of Fe atoms at the active sites. Utilizing operando X-ray absorption and X-ray diffraction spectroscopies, we observed that polysulfide adsorption-desorption and electrochemical conversion kinetics varied up and down with the incremental addition of even a single iron atom to the catalyst's metal center. Our results demonstrate that the metal center with exactly two iron atoms represents the optimal configuration, maximizing atom utility and adeptly handling the conversion of varied intermediate sulfur species, rendering the Li-S battery with a high areal capacity of 23.8 mAh cm-2 at a high sulfur loading of 21.8 mg cm-2. Our results illuminate the pivotal balance between atom utilization and site-specific requirements for optimal electrocatalytic performance in SRR and diverse electrocatalytic reactions.
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
Persist发布了新的文献求助10
2秒前
威武的小鸽子完成签到 ,获得积分10
2秒前
SciGPT应助雨萱采纳,获得10
8秒前
啊哈哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
17秒前
懒羊羊完成签到,获得积分10
18秒前
Persist完成签到,获得积分10
22秒前
懒羊羊发布了新的文献求助10
22秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
30秒前
30秒前
59秒前
司空天德发布了新的文献求助10
1分钟前
Hiker完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wkk417发布了新的文献求助10
1分钟前
大力的灵雁应助HXDong123采纳,获得10
1分钟前
脑洞疼应助玖玖采纳,获得10
2分钟前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
之贻发布了新的文献求助10
2分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
苗条雅彤发布了新的文献求助10
3分钟前
可爱的函函应助聪慧寄松采纳,获得10
3分钟前
HXDong123完成签到 ,获得积分10
3分钟前
NexusExplorer应助hunajx采纳,获得10
3分钟前
大模型应助苗条雅彤采纳,获得10
4分钟前
之贻完成签到,获得积分10
4分钟前
思源应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
青阳完成签到,获得积分10
4分钟前
天真茗发布了新的文献求助10
4分钟前
hunajx完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
hunajx发布了新的文献求助10
5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
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Handbook on Climate Mobility 1111
Current concept for improving treatment of prostate cancer based on combination of LH-RH agonists with other agents 1000
Research Handbook on the Law of the Sea 1000
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6171927
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7999381
关于积分的说明 16638495
捐赠科研通 5276245
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2814271
邀请新用户注册赠送积分活动 1794031
关于科研通互助平台的介绍 1659765