Binary Atomic Sites Enable a Confined Bidirectional Tandem Electrocatalytic Sulfur Conversion for Low‐Temperature All‐Solid‐State Na−S Batteries

多硫化物 电催化剂 化学 双功能 电化学 催化作用 硫黄 电解质 电池(电) 阴极 化学工程 氧化还原 钝化 无机化学 电极 物理化学 有机化学 功率(物理) 物理 量子力学 图层(电子) 工程类
作者
Weiwei Zhang,Mingli Wang,Hong Zhang,Xiang Huang,Boyuan Shen,Bin Song,Lin Fu,Ke Lu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:136 (6)
标识
DOI:10.1002/ange.202317776
摘要

Abstract The broader implementation of current all‐solid‐state Na−S batteries is still plagued by high operation temperature and inefficient sulfur utilization. And the uncontrollable sulfur speciation pathway along with the sluggish polysulfide redox kinetics further compromise the theoretical potentials of Na−S chemistry. Herein, we report a confined bidirectional tandem electrocatalysis effect to tune polysulfide electrochemistry in a novel low‐temperature (80 °C) all‐solid‐state Na−S battery that utilizes Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 ceramic membrane as a platform. The bifunctional hollow sulfur matrix consisting binary atomically dispersed MnN 4 and CoN 4 hotspots was fabricated using a sacrificial template process. Upon discharge, CoN 4 sites activate sulfur species and catalyze long‐chain to short‐chain polysulfides reduction, while MnN 4 centers substantially accelerate the low‐kinetic Na 2 S 4 to Na 2 S directly conversion, manipulating the uniform deposition of electroactive Na 2 S and avoiding the formation of irreversible products (e.g., Na 2 S 2 ). The intrinsic synergy of two catalytic centers benefits the Na 2 S decomposition and minimizes its activation barrier during battery recharging and then efficiently mitigate the cathodic passivation. As a result, the stable cycling of all‐solid‐state Na−S cell delivers an attractive reversible capacity of 1060 mAh g −1 with a high CE of 98.5 % and a high energy of 1008 Wh kg cathode −1 , comparable to the liquid electrolyte cells.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小哥哥完成签到,获得积分10
刚刚
YaRu应助从容的迎蓉采纳,获得10
刚刚
风筝有风发布了新的文献求助10
刚刚
勤劳画笔发布了新的文献求助20
1秒前
petli完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
栗子球发布了新的文献求助10
2秒前
强风吹拂完成签到,获得积分10
2秒前
金金完成签到,获得积分10
3秒前
简w发布了新的文献求助10
3秒前
畅快行天发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
昏睡的秋发布了新的文献求助30
3秒前
4秒前
4秒前
siu完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
111完成签到,获得积分20
5秒前
yx完成签到 ,获得积分10
6秒前
polymershi发布了新的文献求助30
6秒前
AR完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6应助llr采纳,获得30
7秒前
EscX完成签到,获得积分10
7秒前
金金发布了新的文献求助20
7秒前
华仔完成签到,获得积分10
7秒前
孙同学发布了新的文献求助10
7秒前
glycine发布了新的文献求助10
7秒前
善学以致用应助小欣采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
柯尔道南完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
kids发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
隐形曼青应助DDDD采纳,获得10
10秒前
高分求助中
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 720
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 5587388
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4670503
关于积分的说明 14783142
捐赠科研通 4622601
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2531265
邀请新用户注册赠送积分活动 1499954
关于科研通互助平台的介绍 1468066