Strain‐Induced Magnetic Ordering Unlocks Spin‐Conserved Catalysis in Lithium‐Oxygen Batteries

材料科学 应变工程 磁性 铁磁性 石墨烯 电子转移 原子单位 凝聚态物理 化学物理 催化作用 纳米技术 自旋极化 磁各向异性 氧化物 堆积 电子 离解(化学) 热传导 各向异性 磁铁 交换互动 格子(音乐) 交换偏差 自旋电子学 极化(电化学)
作者
Zhenkai Zhou,Boxin Li,Junhui Li,Ke Wang,Jingxuan Bi,Song He,Xin Yu,Wei Ai,Wei Huang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (17): e72632-e72632 被引量:9
标识
DOI:10.1002/adma.72632
摘要

ABSTRACT Designing advanced ferromagnetic catalysts with robust intrinsic magnetism and efficient spin polarization is critical for enabling spin‐selective electron transfer between triplet O 2 and singlet Li 2 O 2 in lithium‐oxygen batteries (LOBs), yet controlling magnetic ordering and spin states at the atomic scale remains a fundamental challenge. Here, we present a lattice tensile strain engineering to construct strained CoS 2 anchored on reduced graphene oxide (s‐CoS 2 /rGO), achieving significantly enhanced ferromagnetic exchange interactions and spin polarization. Experimental and theoretical analyses reveal that a ∼4% tensile strain along the (111) plane induces spontaneous parallel alignment of atomic magnetic moments, generating intrinsic magnetic anisotropy and coherent single‐domain architectures. This lattice distortion enhances d‐p orbital hybridization and establishes spin‐polarized conduction channels at Co─S active sites, enabling parallel‐spin electron transfer to adsorbed O 2 and effectively bypassing the spin‐flip energy barrier associated with O 2 /Li 2 O 2 conversion. As a result, the s‐CoS 2 /rGO catalyst exhibits elevated spin‐polarized current densities, a markedly reduced O 2 dissociation barrier, and superior catalytic kinetics, delivering ultra‐long cycling exceeding 2000 h at 200 mA g −1 . This work offers a general approach for designing high‐performance ferromagnetic catalysts and highlights the critical role of spin‐state engineering in advancing next‐generation LOB technologies.
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
Serendipity完成签到,获得积分10
刚刚
啾啾咪咪完成签到,获得积分10
刚刚
wyx完成签到 ,获得积分10
刚刚
ale应助青青采纳,获得10
1秒前
情怀应助小吴采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
panyanjun发布了新的文献求助10
2秒前
walter发布了新的文献求助10
3秒前
蟹蟹发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
sfs发布了新的文献求助50
3秒前
流时完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
ttttttttttt完成签到,获得积分10
4秒前
来悲茶完成签到,获得积分10
4秒前
ShellyHan发布了新的文献求助30
5秒前
背后的纹完成签到,获得积分10
5秒前
jialin发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
QW完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
xg发布了新的文献求助10
6秒前
英俊的铭应助李开心采纳,获得10
6秒前
6秒前
春秋蚕发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
悦耳忆曼完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
传奇3应助walter采纳,获得10
8秒前
学生物的橘子完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
QW发布了新的文献求助10
8秒前
甜美月亮发布了新的文献求助10
9秒前
Rose发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
10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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7326566
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8941575
关于积分的说明 18962488
捐赠科研通 6982614
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215818
关于科研通互助平台的介绍 2382890
邀请新用户注册赠送积分活动 2195193