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祝贺杨植教授团队在国际著名刊物ACS Applied Energy Materials上发表学术论文编辑日期:2022-09-14 作者: 阅读次数:[关 闭]

锂硫电池(LiS)因其成本低廉、理论能量密度较高,成为最具吸引力的储能器件。然而,LiS电池的商业化仍面临着巨大的挑战,主要原因有:可溶性多硫化物的穿梭效应导致容量急剧下降、循环寿命差;以及复杂的转化过程导致反应动力学缓。合理设计高效的多硫化物催化剂,以缓解穿梭效应并改善硫转化动力学,是实现LiS电池商业化的关键。

有机金属钯分子因在众多工业合成中都表现出超高的催化活性,从而引起了人们的注意。近期我院杨植教授团队开发了一种四(三苯基膦)钯(TPP)催化剂修饰石墨烯(Gh)的插层膜,应用于LiS电池正极结构中。结合原位光谱、电化学表征和理论计算研究发现,在LiS电池体系中,三苯基膦的解离打开了TPP 的盖子,为吸附/催化长链和短链多硫化锂提供了足够的空间和催化活性位点。此外,TPP中存在大量亲锂的P原子,可通过PLi键促进Li+的传输。由于这种协同效应,含有Gh/TPP的锂硫正极在4.43 mg cm2的高硫负载条件下,仍显示出优异的循环稳定性(在0.1 C下循环180 圈容量保持率为83.7%,面积容量为2.44 mAh cm2)。这项工作架起了有机催化和电化学之间的桥梁。

相关研究成果以《Organocatalysis-Inspired Palladium Molecule as a Robust Polysulfide-Confinement-Scissors Catalyst for Advanced Lithium–Sulfur Battery》为题发表在ACS Applied Energy Materials杂志上(https://doi.org/10.1021/acsaem.2c01078。杨植教授、青年教师杨硕博士为通讯作者,我院硕士研究生谷斌斌为第一作者,聂华贵教授、蔡冬博士、研究生东洋洋、于爽、李婷婷等人参与此项工作。相关工作受到国家自然科学基金项目(22109119, 51972238, 2210514721875166),浙江省自然科学基金项目(LR18E020001LQ22B030003,温州市重大科技创新攻关项目(ZG2021013)以及温州市一般科研项目(G2020002,H20210006)的支持。



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