中科大余彦ACS Nano: 通过与Fe合金化调控Ni的电子结构，用于Na-S电池高动力学硫正极

室温Na-S电池的缓慢转换动力学和严重的穿梭效应导致了一些棘手的问题，如倍率性能差、容量衰减快以及库仑效率低等，这严重阻碍了其实际应用。

因此，开发经济高效的电催化剂用于吸附可溶性长链多硫化钠（NaPSs）并加速NaPSs的转化至关重要。

在此，中科大余彦教授等人成功设计并制备了具有高效催化能力的FeNi₃ @HC 作为高性能室温Na-S电池的硫主体。DFT 计算表明，将Ni与Fe合金化可以调控电子结构并增强 NaPSs 催化转化反应动力学。

中空多孔碳基质可以提供增强的电子导电性和足够的缓冲空间以适应硫物质的体积膨胀，此外，FeNi₃合金纳米粒子不仅可以吸附可溶性NaPSs，还可以加速从可溶性长链NaPSs 到不溶性 Na₂S产物的转化动力学。

图1. FeNi₃@HC的制备过程及表征

因此，S-FeNi₃@HC 正极显示出快速的氧化还原反应动力学，具有出色的倍率容量（即使在5 A g^-1下仍为383 mAh g^-1）、出色的可逆容量（2 A g^-1下循环500次后为591 mAh g^-1）和容量保持率（每个循环损失0.070%）。

这表明 FeNi₃@HC主体不仅可以抑制穿梭效应，还可以加速NaPSs转化。因此，这种对电子结构调控策略的深入理解为室温Na-S 电池高效催化剂的设计提供了指导。

图2. S@FeNi₃ @HC正极的电化学性能

Manipulating the Electronic Structure of Nickel via Alloying with Iron: Toward High-Kinetics Sulfur Cathode for Na–S Batteries, ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c05778

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中科大余彦ACS Nano: 通过与Fe合金化调控Ni的电子结构，用于Na-S电池高动力学硫正极

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