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華南師范大學(xué)王新課題組在Angew. Chem.發(fā)表高水平研究成果

來源:華南師范大學(xué)      2021-01-11
導(dǎo)讀:近日,華南師范大學(xué)華南先進光電子研究院周國富教授團隊王新課題組在國際權(quán)威期刊《Angewandte Chemie International Edition》(SCI影響因子12.959)上發(fā)表題為《Strain Engineering of a MXene/CNT Hierarchical Porous Hollow Microsphere Electrocatalyst for a High‐Efficiency Lithium Polysulfide Conversion Process》的研究論文,并被期刊選為內(nèi)封面論文。王新副教授為第一作者,王新以及加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士陳忠偉教授為共同通訊作者,華南師范大學(xué)為第一完成單位。

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鋰硫電池因其理論能量密度高、成本低而受到廣泛關(guān)注。然而,在高硫負(fù)載條件下,多硫化物的穿梭導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)化效率緩慢致使電池的容量快速衰減,嚴(yán)重阻礙了其實際應(yīng)用。在此,本項工作開發(fā)了一類利用應(yīng)力工程誘導(dǎo)拉伸應(yīng)變調(diào)控電催化劑表面催化活性的策略來制備得到晶格間距寬化的MXene/CNT復(fù)合多孔微球作為加速氧化還原反應(yīng)的鋰硫電催化劑,從而實現(xiàn)高性能鋰硫電池。本項工作通過噴霧干燥法使得MXene表面充分接觸氧氣形成均勻氧化層,氧化層導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力使得Ti-Ti鍵拉伸進而引起MXene晶格間距寬化,Ti原子的d帶中心向費米能級方向上移,從而增強了Ti原子對多硫化鋰的吸附能力,并提升催化轉(zhuǎn)化效率。此外,添加的碳納米管不僅提高了整體復(fù)合材料的電導(dǎo)率,實現(xiàn)了電荷的快速傳輸,還防止了MXene納米片的二次堆疊。由于這些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,使得鋰硫電池的循環(huán)壽命和充放電容量得到了顯著的提升。

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王新課題組近年來重點關(guān)注能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的應(yīng)用研究,主要包括光催化、電催化、鋰離子電池及其他儲能材料和器件等。近三年以第一作者及通訊作者在Nature Communications、JACS、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、Applied Catalysis B-Environmental、Energy storage materials、Nano Energy 等材料與物理領(lǐng)域期刊公開發(fā)表論文30余篇。論文得到廣東省新型研發(fā)機構(gòu)建設(shè)項目、國家自然科學(xué)基金項目、廣東省自然科學(xué)基金項目、西江創(chuàng)新團隊項目等支持。

論文鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202011493


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