Regulating the Polysulfide Behavior by a Large-Scale Two-Dimensional Superlattice Interface in Li–S Chemistry

多硫化物 异质结 催化作用 材料科学 超晶格 电化学 纳米技术 阴极 吸附 分离器(采油) 阳极 电池(电) 化学工程 化学 电极 电解质 光电子学 物理化学 有机化学 工程类 物理 功率(物理) 热力学 量子力学
作者
Changsheng Ding,Yao Ding,Kechen Wang,Zhong Zheng,Fang Liu,Xuyun Guo,Mohsen Tamtaji,Zhengtang Luo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c07372
摘要

Heterojunction engineering, serving as a key framework for building blocks between diverse functional materials, has emerged as a highly promising strategy to address the demand for efficient catalysts in lithium-sulfur (Li-S) batteries. However, achieving full matrix electronic control in the bulk phase is a bottleneck in regulating the electrochemical catalytic behavior of heterostructure catalysts. Herein, we report a "tube-in-tube" multifunctional catalyst that can strengthen the sulfur redox reaction (SRR) in Li-S batteries. Benefiting from a large-scale and oriented two-dimensional (2D) superlattice interface, the tailored heterostructure catalysts (MoSe2/MoS2@CNTs) show a "1 + 1 > 2" synergistic effect in lithium polysulfide (LiPSs) adsorption and catalytic conversion during SRR. In situ studies and theoretical results reveal that this 2D Moiré superlattice interface not only optimizes the adsorption of polysulfides but also moderates the overall electronic density of catalysts. Consequently, Li-S batteries assembled with MoSe2/MoS2@CNTs-PP as a modified separator deliver an outstanding discharge capacity of 1225 mAh g-1 at 0.2 C with a Ketjenblack/S cathode while maintaining a specific capacity of 870 mAh g-1 even at 5 C. Additionally, due to the inhibited "shuttle effect" by heterostructure catalysts, the modified separators exhibit a less capacity fading of 0.063% per cycle after 1000 cycles (1 C) even with a high sulfur loading (3.8 mg cm-2). This work focuses on designing an adsorption-catalysis synergistic interface within a full matrix of catalysts for Li-S chemistry and providing insights into the design of multifunctional catalysts for energy-storage systems based on the catalytic reaction, e.g., Zn-I2 and metal-air batteries, etc.
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
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
2秒前
菲菲公主完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
xiao xu完成签到 ,获得积分10
6秒前
luobote发布了新的文献求助10
8秒前
qh0305完成签到,获得积分10
9秒前
2568269431完成签到 ,获得积分10
9秒前
道天完成签到,获得积分10
10秒前
sherry221完成签到,获得积分10
13秒前
半岛完成签到,获得积分10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
湘崽丫完成签到 ,获得积分10
19秒前
xu完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
呆萌念云完成签到 ,获得积分10
23秒前
饱满的新之完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
Hielo完成签到 ,获得积分10
27秒前
王sir完成签到,获得积分10
28秒前
顺利的雪莲完成签到 ,获得积分10
28秒前
sonicker完成签到 ,获得积分10
29秒前
小糊涂完成签到 ,获得积分10
36秒前
科研通AI2S应助昏睡的静丹采纳,获得30
40秒前
不能吃太饱完成签到 ,获得积分10
40秒前
研友_nqvkOZ完成签到 ,获得积分10
41秒前
Jasmineyfz完成签到 ,获得积分10
42秒前
43秒前
smin完成签到,获得积分10
53秒前
柒月完成签到,获得积分10
56秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
58秒前
畅快的念烟完成签到,获得积分10
1分钟前
qwe完成签到,获得积分10
1分钟前
喵咪西西完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风清扬应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
风清扬应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
风清扬应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
绿袖子完成签到,获得积分10
1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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 500
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5539188
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4625972
关于积分的说明 14597205
捐赠科研通 4566798
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2503620
邀请新用户注册赠送积分活动 1481554
关于科研通互助平台的介绍 1453069