Improving Conversion Kinetics of Sodium Polysulfides through Electron Spillover Effect with V/Co Dual‐Atomic Site Anchoring on N‐Doped MXene

材料科学 兴奋剂 动力学 氧化还原 化学工程 物理化学 化学 光电子学 物理 量子力学 冶金 工程类
作者
Ronghui Liu,Chao Feng,Pengfei Wu,Yuzhuo Sun,Zhaoqin Chu,Jingtian Hu,Wenxing Chen,Lingling Guo,Qing Huang,Degao Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202501371
摘要

Abstract Room‐temperature sodium─sulfur (RT/Na─S) batteries, with a theoretical capacity of 1672 mAh g⁻ 1 , face challenges such as the insulating nature of sulfur and slow redox kinetics, particularly during complex liquid–solid (Na 2 S 4 →Na 2 S 2 ) and solid–solid (Na 2 S 2 →Na 2 S) conversions. Herein, vanadium‐cobalt (VCo) diatomic sites implanted in vacancy‐rich N‐doped MXene (VCo DACs/N‐MXene) are introduced to address these issues. The N‐bridged VCo diatomic pairs are demonstrated and their strong electronic interactions are also validated through experimental and theoretical analyses. The RT/Na─S battery with optimized VCo DACs/N‐MXene delivers an average capacity of 1255.3 mAh g⁻ 1 at 0.1 C and remarkable cycling stability, with only ≈0.001% capacity decay per cycle over 1500 cycles at 1 C. DFT calculations reveal that VCo diatomic sites enhance reaction kinetics by reducing the Gibbs free energy for polysulfide conversions, notably reducing the solid–solid conversion energy barriers from 1.17/0.96 eV for V/Co SACs/N‐MXene to 0.53 eV for VCo DACs/N‐MXene. XANES and DFT analyses attribute this improvement to a unique electron spillover effect, facilitating efficient electron transport during charge and discharge. This work highlights the potential of optimizing electronic configurations and coordinating environments to activate bidirectional kinetics with improved capacity and longevity of 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
坦率抽屉完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
活力的驳发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
5秒前
6秒前
静静在学呢完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
Scottliu完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
peterlee完成签到,获得积分10
9秒前
真龙狂婿完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
贾斯汀发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
英姑应助wzy采纳,获得10
11秒前
奋斗的延恶完成签到,获得积分10
11秒前
呼延含双完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
18秒前
19秒前
Ava应助开朗的尔风采纳,获得10
19秒前
隐形曼青应助牧之采纳,获得10
19秒前
lifenghou完成签到 ,获得积分10
20秒前
何况我是单身狗完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
wzy发布了新的文献求助10
23秒前
延胡索发布了新的文献求助10
23秒前
Dryad完成签到,获得积分10
24秒前
彭于晏应助猪猪hero采纳,获得30
24秒前
英吉利25发布了新的文献求助20
25秒前
25秒前
28秒前
满意完成签到,获得积分10
28秒前
怡然的怀莲完成签到 ,获得积分10
28秒前
ormita完成签到,获得积分20
29秒前
29秒前
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Biodegradable Embolic Microspheres Market Insights 888
Quantum reference frames : from quantum information to spacetime 888
줄기세포 생물학 800
Suprachoroidal space injection of AAV provides widespread gene expression in the mouse eye 500
Pediatric Injectable Drugs 500
Instant Bonding Epoxy Technology 500
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4398897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3887238
关于积分的说明 12099205
捐赠科研通 3531344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1937962
邀请新用户注册赠送积分活动 978846
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 876199