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鋰硫電池因其理論能量密度高、成本低而受到廣泛關(guān)注。然而，在高硫負(fù)載條件下，多硫化物的穿梭導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)化效率緩慢致使電池的容量快速衰減，嚴(yán)重阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。在此，本項(xiàng)工作開(kāi)發(fā)了一類(lèi)利用應(yīng)力工程誘導(dǎo)拉伸應(yīng)變調(diào)控電催化劑表面催化活性的策略來(lái)制備得到晶格間距寬化的MXene/CNT復(fù)合多孔微球作為加速氧化還原反應(yīng)的鋰硫電催化劑，從而實(shí)現(xiàn)高性能鋰硫電池。本項(xiàng)工作通過(guò)噴霧干燥法使得MXene表面充分接觸氧氣形成均勻氧化層，氧化層導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力使得Ti-Ti鍵拉伸進(jìn)而引起MXene晶格間距寬化，Ti原子的d帶中心向費(fèi)米能級(jí)方向上移，從而增強(qiáng)了Ti原子對(duì)多硫化鋰的吸附能力，并提升催化轉(zhuǎn)化效率。此外，添加的碳納米管不僅提高了整體復(fù)合材料的電導(dǎo)率，實(shí)現(xiàn)了電荷的快速傳輸，還防止了MXene納米片的二次堆疊。由于這些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，使得鋰硫電池的循環(huán)壽命和充放電容量得到了顯著的提升。
王新課題組近年來(lái)重點(diǎn)關(guān)注能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的應(yīng)用研究，主要包括光催化、電催化、鋰離子電池及其他儲(chǔ)能材料和器件等。近三年以第一作者及通訊作者在Nature Communications、JACS、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、Applied Catalysis B-Environmental、Energy storage materials、Nano Energy 等材料與物理領(lǐng)域期刊公開(kāi)發(fā)表論文30余篇。論文得到廣東省新型研發(fā)機(jī)構(gòu)建設(shè)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、西江創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202011493
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