Coordinatively Unsaturated Co Single-Atom Catalysts Enhance the Performance of Lithium–Sulfur Batteries by Triggering Strong d–p Orbital Hybridization

多硫化物 催化作用 硫黄 锂(药物) 微型多孔材料 碳纤维 Atom(片上系统) 原子轨道 材料科学 化学 化学工程 结晶学 电极 有机化学 物理化学 电解质 医学 计算机科学 嵌入式系统 内分泌学 物理 量子力学 复合数 工程类 复合材料 电子
作者
Lei Chen,Jing Xia,Zhuangzhuang Lai,Dandan Wu,Ji Zhou,Chen Shang,Xiaodong Meng,Zhongli Wang,Haifeng Wang,Lirong Zheng,Linli Xu,Xian‐Wei Lv,Christopher W. Bielawski,Jianxin Geng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (45): 31123-31134 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c08728
摘要

The catalytic activities displayed by single-atom catalysts (SACs) depend on the coordination structure. SACs supported on carbon materials often adopt saturated coordination structures with uneven distributions because they require high-temperature conditions during synthesis. Herein, bisnitrogen-chelated Co SACs that are coordinatively unsaturated are prepared by integrating a Co complex into a conjugated microporous polymer (CMP-CoN2). Compared with saturated analogues, i.e., tetranitrogen-chelated Co SACs (denoted as CMP-CoN4), CMP-CoN2 exhibits higher electrocatalytic activity in polysulfide conversions due to an enhanced hybridization between the 3d orbitals of the Co atoms and the 3p orbitals of the S atoms in the polysulfide. As a result, sulfur cathodes prepared with CoN2 deliver outstanding performance metrics, including a high specific capacity (1393 mA h g–1 at 0.1 C), a superior rate capacity (673.2 mA h g–1 at 6 C), and a low capacity decay rate (of only 0.045% per cycle at 2 C over 1000 cycles). They also outperform sulfur cathodes that contain CMP-CoN4 or CMPs that are devoid of Co SACs. This work reveals how the catalytic activity displayed by SACs is affected by their coordination structures, and the rules that underpin the structure–activity relationship may be extended to designing electrocatalysts for use in other applications.
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
自由凌雪完成签到 ,获得积分10
刚刚
开放映冬发布了新的文献求助10
1秒前
天降完成签到,获得积分10
2秒前
冰魂应助WestHoter采纳,获得10
2秒前
3秒前
笑嘻嘻发布了新的文献求助10
3秒前
星河完成签到,获得积分10
3秒前
oranka1完成签到,获得积分10
3秒前
路瑶瑶完成签到,获得积分10
4秒前
黄晃晃完成签到,获得积分10
4秒前
赘婿应助小高采纳,获得10
4秒前
叽歪提完成签到,获得积分10
4秒前
年轻的逍遥完成签到,获得积分10
5秒前
小小牛完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
ning完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
1461完成签到 ,获得积分10
7秒前
zink发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
复杂的幻灵完成签到,获得积分10
9秒前
狂炫AD钙奶完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
小强x完成签到,获得积分10
9秒前
blue完成签到 ,获得积分20
9秒前
10秒前
林屿溪完成签到,获得积分10
11秒前
酷波er应助禾沐采纳,获得10
11秒前
12秒前
灵巧老头发布了新的文献求助10
12秒前
科研狗完成签到,获得积分10
12秒前
念之完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
swamp完成签到,获得积分10
13秒前
mingyu发布了新的文献求助10
13秒前
机智的凡梦完成签到,获得积分10
13秒前
hhan完成签到,获得积分10
13秒前
王王发布了新的文献求助10
13秒前
lihn完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
ISCN 2024 - An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3788571
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3333821
关于积分的说明 10264942
捐赠科研通 3049958
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1673735
邀请新用户注册赠送积分活动 802206
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760549