Dynamic Stereo‐Conformation of Catalyst‐In‐Cavity Biomimetic Enzymes Enable High‐Sulfur‐Utilization and Lean‐Electrolyte Lithium‐Sulfur Batteries

材料科学 硫黄 电解质 催化作用 锂(药物) 电化学 氧化还原 化学工程 无机化学 有机化学 冶金 电极 化学 物理化学 工程类 内分泌学 医学
作者
Yang‐Yang Dong,Haikuo Zhang,Dong Cai,Shuo Yang,Ying Peng,Tingting Li,Jinxuan Zou,Meiling Shu,Ruhong Li,Jinze Wang,Kuikui Xiao,Xuemei Zhou,Huagui Nie,Xiulin Fan,Zhi Yang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (41) 被引量:18
标识
DOI:10.1002/adfm.202406455
摘要

Abstract The key challenges for pursuing high‐energy‐density lithium‐sulfur (Li‐S) batteries lie in struggling sulfur conversions under high‐sulfur‐loading and low electrolyte‐to‐sulfur (E/S) ratio conditions. To mimic high‐efficient natural enzymes, in this work, sulfonated cobalt phthalocyanine (CoPC) is implanted in β‐cyclodextrin (β–CD) cavity for preparing β–CD@CoPC biomimetic catalysts, which enables a good electrochemical contact with solvated lithium polysulfides in a locally enriched electrolyte. Moreover, the dynamic stereo‐conformation evolution of CoPC in hydrophobic β–CD cavity promotes subsequent sulfur redox kinetics and induces the separation of Li 2 S from the catalyst, further improving catalysis efficiency. The catalytic activity is quantified through specific Michaelis–Menten equations for enzymatic reactions and it showed that β–CD@CoPC improved catalytic ability by 3 and 30 times compared to that of the β–CD and CoPC catalysts, respectively. As a result, the Li–S pouch cell with mere 1.0 wt% β–CD@CoPC exhibits a high initial areal capacity of 11.6 mAh cm −2 under high‐sulfur‐loading (12.8 mg cm −2 ) and low E/S ratio (3.5 µL mg −1 ). This strategy provides a feasible way to tackle sulfur conversion issues under lean electrolytes for next‐generation high‐energy batteries.
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
美丽万声发布了新的文献求助10
1秒前
red发布了新的文献求助10
1秒前
大个应助柏果采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
MrL发布了新的文献求助10
4秒前
香蕉觅云应助帕奇帕奇采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
cherish完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
完美世界应助唠叨的轩轩采纳,获得10
6秒前
湖南6000万少女的梦完成签到,获得积分10
9秒前
睡一觉算了完成签到,获得积分10
9秒前
东方巧曼发布了新的文献求助10
10秒前
百褶裙发布了新的文献求助10
10秒前
奋斗的鹏飞完成签到,获得积分10
10秒前
舒心易烟发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
烤地瓜要吃甜完成签到,获得积分10
13秒前
机智世平完成签到,获得积分10
13秒前
沉默皮卡丘完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
chy完成签到 ,获得积分20
14秒前
15秒前
夏xia完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
CodeCraft应助阿秋采纳,获得10
16秒前
诚心凌珍发布了新的文献求助10
17秒前
单纯的爆米花完成签到,获得积分10
17秒前
哈哈完成签到,获得积分20
18秒前
qibao发布了新的文献求助50
18秒前
Abigial发布了新的文献求助10
19秒前
pcyang发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
通通通发布了新的文献求助30
21秒前
无奈发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
23秒前
科研通AI2S应助莽哥采纳,获得10
23秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
New directions for experimental lessons in science teaching: Myth, Mystery, Necessity? by Emily K. da Silva Cunha Souto (Author), Flávia Lins Silva (Author) 333
Scientific experimentation in the classroom: Comparison between genetic-Socratic-exemplary teaching and workshop teaching by Ingrid Hofer (Author) 333
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
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 6722410
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8458500
关于积分的说明 18058369
捐赠科研通 5975254
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2996696
邀请新用户注册赠送积分活动 1972857
关于科研通互助平台的介绍 1926946