Synergistic Adsorption‐Catalytic Effect Based on Hierarchical Porous Structure and Lewis Acidic Cu + Sites in Cu 2 O@MXene for Boosting the Performance of RT Na–S Batteries

多硫化物 材料科学 催化作用 化学工程 多孔性 吸附 硫黄 氧化还原 分离器(采油) 无机化学 电解质 路易斯酸 密度泛函理论 纳米技术 双金属片 科技与社会 锚固 化学稳定性 网络结构 工作(物理) 多孔介质
作者
Tong Wu,Mingzhe Liu,Mingzhe Li,Ping Cheng,Xueran Shen,Zhao Yang,Danyang Geng,Chen Xu,Yuzhen Lv,Yun Zhao,Caihong Feng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.78187
摘要

ABSTRACT Room‐temperature sodium–sulfur (RT Na–S) batteries offer high energy density and low cost but suffer from poor conductivity, sluggish redox kinetics, and polysulfide shuttling. This study introduces a multifunctional Cu 2 O@MXene separator with a hierarchical porous structure and a 3D MXene network for fast electron transport. The hierarchical porous structure provides physical confinement, while the polar Cu─O bonds and Cu + Lewis acid centers in Cu 2 O provide chemical anchoring and catalytic sites for sodium polysulfides (NaPSs). Experimental evidence and theoretical calculations reveal that MXene serves as an electronic reservoir to protect Cu + catalytic active sites from reduction, enabling NaPSs anchoring through interfacial Cu─S and Ti─S bonds. Benefiting from this synergistic adsorption‐catalytic mechanism, the Cu 2 O@MXene interlayer enhances NaPSs confinement and accelerates sulfur redox kinetics. Consequently, Cu 2 O@MXene‐PP cells achieve 942.1 mAh g −1 after 100 cycles at 0.2 C and ultralong cycling stability of 574.9 mAh g −1 after 3500 cycles at 2 C. Under a sulfur loading of 4.65 mg cm −2 , the cell retains 3.1 mAh cm −2 after 105 cycles. Theoretical calculations further reveal that Cu 2 O@MXene enables stronger NaPSs adsorption and improves the thermodynamical favorability of the Na 2 S 2 to Na 2 S conversion. This work provides reasonable guidelines for designing Cu‐based catalytic separators in high‐performance RT Na‐S 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
脚力惊人的厨子完成签到,获得积分10
刚刚
小冰人发布了新的文献求助50
刚刚
繁星发布了新的文献求助10
1秒前
研团团完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
科科1007发布了新的文献求助10
3秒前
M_完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
Wells完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
小宇完成签到 ,获得积分10
4秒前
细心的荔枝完成签到 ,获得积分10
5秒前
深情安青应助xxxx666g采纳,获得10
6秒前
6秒前
大模型应助yuewang采纳,获得10
7秒前
7秒前
娃娃tvxq完成签到,获得积分10
7秒前
无花果应助有点儿采纳,获得10
7秒前
bh发布了新的文献求助10
7秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
传奇3应助感动秋白采纳,获得10
10秒前
76ers应助DDD采纳,获得10
10秒前
winwin应助lexiao采纳,获得10
10秒前
爹爹完成签到,获得积分10
11秒前
Lucky发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
深情安青应助明亮凡柔采纳,获得10
12秒前
赵若冰完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
含糊的代丝完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
爹爹发布了新的文献求助10
13秒前
小手冰凉完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
研团团发布了新的文献求助10
15秒前
六六发布了新的文献求助10
15秒前
小二郎应助zhouzhouzhou采纳,获得30
16秒前
Ava应助大水牛姐姐采纳,获得10
16秒前
coconut完成签到,获得积分10
16秒前
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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7764446
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308652
关于积分的说明 20307206
捐赠科研通 7349118
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314390
关于科研通互助平台的介绍 2463914
邀请新用户注册赠送积分活动 2328561