高能量密度鋰硫電池催化劑獲突破

　　中化新網訊 近日，華東理工大學研究團隊在高能量密度鋰硫電池催化劑的設計方面取得新進展。

　　鋰硫電池以其超高的理論容量和能量密度被認為是下一代高能量存儲系統的有力競爭者。然而，在商業化過程中它們仍然存在著需要克服的重大技術障礙，其中最具挑戰性的問題在于，硫和硫化鋰的低電導率會引起緩慢氧化還原反應，導致實際容量不足和循環穩定性差。此外，鋰多硫化物在電解液中的溶解導致有害的“穿梭效應”和電極體積膨脹，嚴重影響電化學循環性能。

　　對此，研究人員受拼圖游戲啟發并開發了一種催化劑設計策略，制備了一種由共格納米異質晶體群組成的高活性表面催化劑。研究人員通過原位連貫晶界連接，組裝了大量的納米異質晶體表面，形成了固有穩定的納米晶體網絡。這增強了電子的去局域化，穩定了高活性晶體表面，并促進了催化劑的整體表面活性。連貫的納米異質晶體群完全貫穿整個基質，在活性位點的暴露和活性物種的遷移優化方面發揮了作用。

　　結果顯示，該催化劑表現出優異的性能，基于NbN-NbC的鋰硫電池展示出顯著的放電容量和優秀的耐久性。使用先進的隔膜改性材料有助于進一步實現顯著的面積容量，并且當集成到可折疊/可彎曲的鋰硫袋式電池中時，突顯了高性能和實用鋰硫電池的發展前景。該項研究為高能量密度儲能系統提供了重要前景，豐富了電催化劑的設計視角。