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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。

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