Revealing the role of crystal structure to catalysis: Inverse spinel phase Co-Mn-based catalyst for Li-S batteries

尖晶石 催化作用 相(物质) 反向 晶体结构 材料科学 化学工程 Crystal(编程语言) 结晶学 无机化学 化学 冶金 工程类 有机化学 计算机科学 数学 程序设计语言 几何学
作者
Xuelin Huang,Peng Zeng,Yunfeng Lu,Juan Yang,Manfang Chen,Hong Liu,Xianyou Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:487: 150490-150490 被引量:46
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.150490
摘要

Li-S batteries are a promising energy storage system because of their inexpensive price and high theoretical energy density (2600 Wh kg−1). However, the actual performance of Li-S batteries is still hampered by the severe shuttle effect and the slow reaction kinetics of lithium polysulfides (LiPSs). Balancing the high energy density and long cycle life of Li-S batteries still face many challenges. In this work, inverse spinel phase Co-Mn bi-metal oxides are proposed as an advanced sulfur reduction reaction (SRR) catalyst to prevent irreversible loss of sulfur species and accelerate the reaction kinetics of Li-S batteries. It has been found that both normal spinel phase Co2MnO4 (n-CMO) and inverse spinel phase CoMn2O4 (i-CMO) have significant catalytic activity to the conversion reaction of sulfur species. In the same time, based on the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in variable temperature and in situ ultraviolet visible (Uv–vis) spectroscopy, it has also been found that the i-CMO catalyst shows much better performance than n-CMO since it could reduce the activation energy of SRR reaction and promote the dissociation of the S8 ring. As a result, the i-CMO/S cathode delivers a high initial discharge specific capacity of 1386 mAh/g at 0.1C together with a low-capacity fading rate of 0.11 % per cycle within 400 cycles. Besides, when the i-CMO nanoparticles are loaded on the surface of carbon cloth (CC), the CC@i-CMO/S cathode provides a high areal capacity of 4.26 mAh cm−2 at 0.1C, in which sulfur areal loading is 3.54 mg cm−2. Therefore, this study is a positive attempt to study the relationship between catalytic performance and the crystal structure of the materials, which will be conducive to the practical use of 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
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
YONG完成签到,获得积分10
1秒前
洗刷刷发布了新的文献求助10
1秒前
张德彪发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
Adalwolf发布了新的文献求助10
3秒前
soosoo发布了新的文献求助10
5秒前
CFD应助帆帆采纳,获得10
6秒前
浅浅殇完成签到,获得积分10
7秒前
Xue完成签到 ,获得积分10
7秒前
YONG完成签到,获得积分10
7秒前
如何让人发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
孟斯扬完成签到,获得积分10
13秒前
流沙完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
小哲完成签到,获得积分10
16秒前
19秒前
南城风发布了新的文献求助10
20秒前
爱吃简便泡菜的小智完成签到 ,获得积分10
24秒前
柒柒完成签到,获得积分10
25秒前
hdhuang完成签到,获得积分10
29秒前
万能图书馆应助Adalwolf采纳,获得10
29秒前
树袋熊和考拉完成签到,获得积分10
29秒前
清寒完成签到,获得积分10
30秒前
NexusExplorer应助lyyy采纳,获得10
30秒前
Seagull完成签到,获得积分10
30秒前
受伤访波完成签到,获得积分10
33秒前
马大帅发布了新的文献求助10
38秒前
心灵美复天完成签到,获得积分10
41秒前
42秒前
佘佘宇杰完成签到,获得积分10
42秒前
草原狼完成签到,获得积分10
43秒前
qyang完成签到 ,获得积分10
44秒前
kelly完成签到,获得积分10
44秒前
zyw完成签到 ,获得积分10
44秒前
情怀应助撒西不理采纳,获得10
46秒前
Glacier发布了新的文献求助10
46秒前
近代完成签到,获得积分10
47秒前
47秒前
高分求助中
论现代体育科学研究的方法学特征 1000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Petrology and Plate Tectonics 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6914660
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8606393
关于积分的说明 18261156
捐赠科研通 6326215
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3067887
关于科研通互助平台的介绍 2095334
邀请新用户注册赠送积分活动 2045203