Theoretical study of highly efficient VS2-based single-atom catalysts for lithium–sulfur batteries

密度泛函理论 多硫化物 催化作用 电池(电) Atom(片上系统) 过渡金属 锂(药物) 共价键 阴极 材料科学 计算化学 化学物理 物理化学 化学 物理 计算机科学 电解质 热力学 有机化学 嵌入式系统 功率(物理) 内分泌学 医学 电极
作者
Yao Liu,Yang Li,Jinhui Zhang,Jing Xu,Dashuai Wang
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:26 (2): 936-945
标识
DOI:10.1039/d3cp04209j
摘要

Lithium-sulfur (Li-S) batteries have become a research hotspot due to their high energy density. However, they also have certain disadvantages and limitations. To enhance the performance of Li-S batteries, this study focuses on the utilization of transition metal (TM)-embedded vanadium disulfide (VS2) materials as cathode catalysts. Using density functional theory (DFT), comprehensive calculations and atomic-level screening of ten TM atoms were conducted to understand the underlying mechanisms and explore the potential of TM@VS2 catalysts for enhancing battery performance. The computational results indicate that five selected catalysts possess sufficient bonding strength towards high-order lithium polysulfide intermediates by the formation of a significant covalent bond between S atoms in Li2Sn and TM atoms, thereby effectively suppressing the shuttle effect. The Ni@VS2 catalyst can effectively decrease the decomposition energy barrier of Li2S in the charge reaction and can have an optimal Gibbs free energy at the rate-determining step among TM@VS2 catalysts for the discharge reaction. This study elucidates the mechanism of VS2-based transition-metal single-atom catalysts and provides an effective reference for the anchoring of TM atoms on other materials.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
shitou2023发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
YCS完成签到,获得积分10
4秒前
小马宝莉完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
7秒前
hideinrubbish发布了新的文献求助10
9秒前
早早入眠完成签到,获得积分10
9秒前
陶梦欣发布了新的文献求助20
10秒前
格子完成签到,获得积分10
10秒前
Polarbeer发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
bkagyin应助古乙丁三雨采纳,获得10
11秒前
Jasper应助聪明的灵寒采纳,获得10
12秒前
1.1发布了新的文献求助30
14秒前
16秒前
欢语完成签到,获得积分10
18秒前
酷炫问玉发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
Polarbeer完成签到,获得积分20
19秒前
19秒前
科里斯皮尔应助vision0000采纳,获得10
20秒前
赵赵完成签到,获得积分10
22秒前
寒烟完成签到,获得积分10
22秒前
Owen应助ri_290采纳,获得10
22秒前
24秒前
欣喜的曼柔完成签到,获得积分10
24秒前
隐形曼青应助陶梦欣采纳,获得10
25秒前
寒烟发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
28秒前
欢语发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
Zemel完成签到 ,获得积分10
31秒前
酷酷的小咖啡完成签到,获得积分10
31秒前
whm完成签到 ,获得积分10
32秒前
闪闪水云完成签到 ,获得积分10
33秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2481776
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144384
关于积分的说明 5469750
捐赠科研通 1866895
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927899
版权声明 563039
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496404