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AM: 石墨烯负载的单原子催化剂能够实现MoS2和Mo/Na2S之间的高效可逆转化

2021-02-23 11:00    来源:石墨烯联盟    字号:       点击数:
  由于其相对较高的容量和固有的安全性,基于转化型金属硫化物(MS)阳极的钠离子电池(SIB)引起了人们的极大关注。

  M/Na2S向原始带电荷金属硫化物的高度可逆转化在电化学性能方面起着至关重要的作用。有鉴于此,清华大学成会明院士、周光敏副教授和北京航空航天大学张千帆、科廷大学蒋三平教授等人,以传统的MoS2为例,在理论模拟的指导下,选择了氮掺杂石墨烯(SAFe @ NG)上的铁单原子催化剂,并首次将其作为衬底,以促进MoS2放电过程中的反应动力学。

  本文要点:

  1)以MoS2为例,提出并证明了SAM'@NG是一种有前途的催化剂,可以改善Na+插入和萃取时的转化反应动力学。首先,采用理论模拟的方法,筛选出SAM'@NG中最有前途的过渡金属单原子。

  2)因此,通过SAFe@NG催化剂能够进行有效的可逆转化反应MoS2↔NaMoS2↔Mo/Na2S。在接下来的充电过程中,利用光谱学和显微镜相结合的方法,证明SAFe@NG催化剂能够实现Mo/Na2S→NaMoS2→MoS2的高效可逆转化反应。

  3)此外,理论模拟表明,可逆转化机理显示出良好的形成能垒和反应动力学,其中SAFe@NG具有Fe-N4配位中心,有利于Na2S/Mo的均匀分散和Na2S和NaMoS2的分解。

  总之, 该工作为设计具有高效可逆机制的转换型材料提供了新的途径。

  

  Biao Chen et al. Efficient Reversible Conversion between MoS2 and Mo/Na2S Enabled by Graphene‐Supported Single Atom Catalysts. Advanced Materials, 2021.

  DOI: 10.1002/adma.202007090

  https://doi.org/10.1002/adma.202007090

  文章来源:纳米人

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