Electron‐Rich Niobium Oxide Sub‐Nanoclusters Boosting Charge Transfer for Highly Reversible Sodium–Sulfur Batteries

纳米团簇 材料科学 氧化铌 硫黄 氧化物 电子转移 电荷(物理) 无机化学 Boosting(机器学习) 纳米技术 化学工程 光化学 冶金 计算机科学 化学 工程类 物理 机器学习 量子力学
作者
Guanzheng Wu,Mei Yang,Haoda Zou,Volker Presser,Tobias Heil,Rui Yu,Yun Zhao,Zhen Fang,Mingren Liu,Qing Qin
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e09954-e09954 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adma.202509954
摘要

Abstract Ether‐based room‐temperature sodium–sulfur (RT Na─S) batteries are a promising energy‐storage system, yet hindered by the unregulated sulfur redox pathway, severe polysulfide shuttling and rapid capacity fading. Herein, highly unsaturated niobium‐oxide sub‐nanoclusters (≈0.7 nm) anchored on defective carbon black (NbO x ‐DCB) as a dynamic sulfur‐conversion catalyst are introduced. The delocalized Nb d‐electrons in the sub‐nanocluster configuration create a mixed Nb 4+ /Nb 5+ valence state that functions as a bidirectional electron reservoir, thereby enabling a distinct d ‐band‐center self‐regulation mechanism. The strong d – p orbital coupling enabled by a Nb 4+ ‐rich surface effectively captures sodium polysulfides and accelerates sulfur conversion kinetics during discharge, while a Nb 5+ ‐rich surface promotes facile solid‐polysulfide decomposition during charging. Consequently, the NbO x ‐DCB/S cathode delivers a reversible capacity of 1184 mAh g S −1 at 0.1 A g −1 after 100 cycles and retains 547 mAh g S −1 after 3000 cycles at 2 A g −1 , corresponding to a decay rate of 0.0027% per cycle. The general applicability of this approach is validated by high‐performance tungsten and vanadium oxide sub‐nanocluster‐based sulfur cathodes. These findings highlight sub‐nanoscale metal‐oxide engineering as a versatile route to 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
空白完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2025完成签到,获得积分20
1秒前
lk完成签到 ,获得积分10
1秒前
漂亮天真完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Clarissa完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
牧水之完成签到,获得积分10
3秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
微尘应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
y741应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
bjbmtxy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
bjbmtxy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
安河桥应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
我做饭应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
nn应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
jiaminghao完成签到,获得积分10
4秒前
爱听歌哑铃完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
yang完成签到,获得积分10
5秒前
不死鸟完成签到,获得积分10
5秒前
简历发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
小尘埃完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
米粥饭完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
传奇3应助六六采纳,获得10
7秒前
孤海未蓝完成签到,获得积分10
7秒前
xxcub完成签到,获得积分10
8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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013432
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7582882
关于积分的说明 16140807
捐赠科研通 5160771
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763437
邀请新用户注册赠送积分活动 1743509
关于科研通互助平台的介绍 1634362