郭再萍/王佳兆AFM：乙醇有机催化剂助力电化学过程中Li2S快速氧化

化工界一直致力于寻找高效、廉价、可持续的电催化剂，以利用可持续能源产生的能量。

基于此，澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授和王佳兆教授等人报道了一种绿色廉价的乙醇有机催化剂，其能在Li₂S正极的电化学反应中高效催化Li₂S的氧化。

研究表明，大量的小分子有机催化剂将为电化学化学家提供一个有效的工具，以加速电化学反应，否则无法达到的效率和精度。

通过DFT计算，作者分析了乙醇分子键合S物种的结合能、静电电位（ESP）分布和Li解离反应自由能。乙醇分子与Li₂S、Li₂S₂、Li₂S₄、Li₂S₆、Li₂S₈和S₈分子的结合能分别为-2.45、-1.85、-1.42、-1.28、-1.27和-0.23 eV。

在优化后的乙醇-Li₂S、乙醇-Li₂S₂和乙醇-Li₂S₄结构中，乙醇分子-OH基团上的H原子与短链LiPSs中的S原子形成了强键合，因此乙醇与短链LiPSs（Li₂S、Li₂S₂和Li₂S₄）之间的结合能最高。

通过DFT计算进行ESP等高线映射发现，Li₂S中的S原子具有高度亲核性，而-OH中的H原子具有高亲电性，促进了Li₂S中的S原子与乙醇-OH中的H原子成键。

此外，乙醇-Li₂S中S原子的ESP变得更正电，表明乙醇分子从S中抽离了电子密度。原始Li₂S中Li解离过程的反应自由能为1.88 eV，而仅1.13 eV就足以使Li从乙醇-Li₂S络合物中解离。

结果表明，绿色廉价的乙醇有机催化剂能够在分子尺度上有效加速Li₂S氧化，克服Li₂S正极首次充电时的激活障碍，使基电池具有高能量密度。

A Green and Effective Organocatalyst for Faster Oxidation of Li₂S in Electrochemical Processes. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202212796.

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郭再萍/王佳兆AFM：乙醇有机催化剂助力电化学过程中Li2S快速氧化

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