Enhanced Dual‐Directional Sulfur Redox via a Biotemplated Single‐Atomic Fe–N2 Mediator Promises Durable Li–S Batteries

多硫化物 硫黄 氧化还原 催化作用 电池(电) 电化学 材料科学 对偶(语法数字) 纳米技术 储能 Atom(片上系统) 化学工程 电极 化学 计算机科学 有机化学 物理化学 热力学 物理 电解质 艺术 功率(物理) 文学类 工程类 冶金 嵌入式系统
作者
Yifan Ding,Qiushi Cheng,Jianghua Wu,Tianran Yan,Zixiong Shi,Menglei Wang,Dongzi Yang,Peng Wang,Liang Zhang,Jingyu Sun
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (28) 被引量:57
标识
DOI:10.1002/adma.202202256
摘要

The lithium-sulfur (Li-S) battery is considered as an appealing candidate for next-generation electrochemical energy storage systems because of high energy and low cost. Nonetheless, its development is plagued by the severe polysulfide shuttling and sluggish reaction kinetics. Although single-atom catalysts (SACs) have emerged as a promising remedy to expedite sulfur redox chemistry, the mediocre single-atom loading, inferior atomic utilization, and elusive catalytic pathway handicap their practical application. To tackle these concerns, in this work, unsaturated Fe single atoms with high loading capacity (≈6.32 wt%) are crafted on a 3D hierarchical C3 N4 architecture (3DFeSA-CN) by means of biotemplated synthesis. By electrokinetic analysis and theoretical calculations, it is uncovered that the 3DFeSA-CN harnesses robust electrocatalytic activity to boost dual-directional sulfur redox. As a result, S@3DFeSA-CN can maintain a durable cyclic performance with a negligible capacity decay rate of 0.031% per cycle over 2000 cycles at 1.0 C. More encouragingly, an assembled Li-S battery with a sulfur loading of 5.75 mg cm-2 can harvest a high areal capacity of 6.18 mAh cm-2 . This work offers a promising solution to optimize the carbonaceous support and coordination environment of SACs, thereby ultimately elevating dual-directional sulfur redox in pragmatic Li-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
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
小周周完成签到,获得积分10
刚刚
贱小贱发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
ENG发布了新的文献求助10
2秒前
喻怜雪发布了新的文献求助10
2秒前
liu发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
彭于晏应助sda采纳,获得10
6秒前
吴携发布了新的文献求助10
7秒前
喻怜雪完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
jiang发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
恰逢发布了新的文献求助10
10秒前
13秒前
暴躁的黎云完成签到,获得积分10
13秒前
彩色嚣发布了新的文献求助10
14秒前
pp完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
18秒前
pp发布了新的文献求助10
19秒前
温药专发布了新的文献求助10
19秒前
清新的音响完成签到 ,获得积分10
20秒前
catch发布了新的文献求助10
22秒前
耍酷夜阑发布了新的文献求助30
23秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
领导范儿应助贱小贱采纳,获得10
24秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
陌鱼发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
26秒前
27秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 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 2405412
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2103663
关于积分的说明 5309384
捐赠科研通 1831151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912349
版权声明 560646
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487794