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 工程类 冶金
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]
卷期号:37 (21): e2501371-e2501371 被引量:14
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
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
璐璐的应助被Grace采纳,获得20
1秒前
曾欣悦完成签到,获得积分10
1秒前
Ava的应助被胡子西瓜采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
菠菜发布了新的文献求助30
3秒前
小马甲的应助被俞藏今采纳,获得10
3秒前
Jerry完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.4的应助被annie采纳,获得10
4秒前
诺7发布了新的文献求助20
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
yh发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
zhounini1989发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
璐璐的应助被kyleaa采纳,获得20
7秒前
8秒前
WuXin完成签到,获得积分10
8秒前
默默寄柔完成签到,获得积分10
8秒前
XQZ发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
黄老牛完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
巴巴比发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
小蘑菇的应助被雨碎寒江采纳,获得10
10秒前
盐盐完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
luping28发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
XQZ发布了新的文献求助10
11秒前
XQZ发布了新的文献求助10
11秒前
XQZ发布了新的文献求助10
11秒前
XQZ发布了新的文献求助10
11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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7890842
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9402131
关于积分的说明 20849306
捐赠科研通 7493949
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3357918
关于科研通互助平台的介绍 2496290
邀请新用户注册赠送积分活动 2386528