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華南師范大學王新課題組在Angew. Chem.發(fā)表高水平研究成果

來源:華南師范大學      2021-01-11
導讀:近日,華南師范大學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注。然而,在高硫負載條件下,多硫化物的穿梭導致催化轉化效率緩慢致使電池的容量快速衰減,嚴重阻礙了其實際應用。在此,本項工作開發(fā)了一類利用應力工程誘導拉伸應變調(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復合多孔微球作為加速氧化還原反應的鋰硫電催化劑,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,氧化層導致的內(nèi)應力使得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,并提升催化轉化效率。此外,添加的碳納米管不僅提高了整體復合材料的電導率,實現(xiàn)了電荷的快速傳輸,還防止了MXene納米片的二次堆疊。由于這些結構優(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注能源轉換領域的應用研究,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)機構建設項目、國家自然科學基金項目、廣東省自然科學基金項目、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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