Single-Atom Catalysts with Unsaturated Co–N2 Active Sites Based on a C2N 2D-Organic Framework for Efficient Sulfur Redox Reaction

催化作用 氧化还原 硫黄 Atom(片上系统) 化学 无机化学 光化学 有机化学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Dawei Yang,Jiaao Wang,Chenjie Lou,Mengyao Li,Chaoqi Zhang,Alberto Ramon,Canhuang Li,Mingxue Tang,Graeme Henkelman,Ming Xu,Junshan Li,Jordi Llorca,Jordi Arbiol,David Mitlin,Guangmin Zhou,Andreu Cabot
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:: 2083-2091
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.4c00771
摘要

The lithium–sulfur battery (LSB) is a viable option for the next generation of energy storage systems. However, the shuttle effect of lithium polysulfides (LiPS) and the poor electrical conductivity of sulfur and lithium sulfides limit its deployment. Here, we report on a 2D-organic framework, C2N, with a high loading of low-coordination cobalt single atoms (Co-SAs/C2N) as an effective sulfur host in LSB cathodes. Experimental and computational results reveal that unsaturated Co–N2 active sites with an asymmetric electron distribution act as effective polysulfide traps, accommodating electrons from polysulfide ions to form strong Sx2––Co–N bonds. Additionally, charge transfer between LiPS and unsaturated Co–N2 active sites endows immobilized LiPS with low free energy and low electrochemical decomposition energy barriers, thus accelerating the kinetic conversion of LiPS. As a result, S@Co-SAs/C2N-based cathodes exhibit superior rate performance, impressive cycling stability, and good areal capacity at high sulfur loading, 2-fold that of commercial lithium-ion batteries. This work emphasizes the potential capabilities and promising prospects of single-atom catalysts with unsaturated coordination in LSBs.
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
沉默的觅风完成签到 ,获得积分10
1秒前
肥陈完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
无000发布了新的文献求助10
3秒前
惊风发布了新的文献求助10
3秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
秋雪瑶应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
科研神通应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
5秒前
听风完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
爆米花应助哭泣的又蓝采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
聪慧远山发布了新的文献求助10
8秒前
幽默尔蓉发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
勤恳的磬完成签到,获得积分10
12秒前
qu发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
所所应助无000采纳,获得10
17秒前
TuT88完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
NexusExplorer应助qu采纳,获得10
24秒前
27秒前
28秒前
MI发布了新的文献求助10
30秒前
无000完成签到,获得积分10
31秒前
clcl完成签到,获得积分10
33秒前
曾经不言发布了新的文献求助10
34秒前
张静完成签到,获得积分10
37秒前
领导范儿应助洪山老狗采纳,获得10
38秒前
38秒前
40秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 1500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
india-NATO Dialogue: Addressing International Security and Regional Challenges 400
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 2470065
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2137143
关于积分的说明 5445356
捐赠科研通 1861390
什么是DOI,文献DOI怎么找? 925754
版权声明 562721
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495201