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?李和興/劉翔鵬Nano Energy：4C循環400次，基于電催化劑的高性能鋰硫電池！

鋰硫(Li-S)電池在下一代高能量密度存儲設備中有著巨大的前景，然而，穿梭效應和遲緩的轉換動力學嚴重阻礙了其發展。

上海師范大學李和興、劉翔鵬等選擇了簡便的噴霧干燥策略來構建嵌入介孔碳基質的氮空穴調控的Mo₂N量子點（QMo₂N-V）作為功能性電催化劑，并詳細研究了量子點和空位工程在Li-S化學中的雙重作用。

圖1. 材料制備及作用示意

研究顯示，Mo₂N量子點為多硫化物的化學吸附和轉化提供了豐富的活性點。此外，由于局部電子結構的調節，氮空位加強了對多硫化物的親和力，并進一步加速了它們的氧化還原轉化。

此外，QMo₂N-V呈現出中空的球形結構，具有良好的導電性，它像微反應器一樣有效地捕獲擴散的多硫化物并促進原位快速反應。

圖2. Li-S電池性能

結果，采用QMo₂N-V隔膜的Li-S電池即使在4 C條件下經過400次循環后仍具有510 mAh g^-1的可逆容量，這表明其具有良好的循環穩定性。

此外，在貧電解液條件下（E/S = 5.0 μL mg^-1），8.1 mg cm^-2的高硫負載下實現了高達6.6 mAh cm^-2的面積容量。總的來說，這項工作提出了一個量子點和空位工程的組合策略，以實現快速的多硫化物轉化和持久的循環穩定性，在實用的Li-S電池中顯示出巨大的潛力。

圖3. 對多硫化物的吸附與催化轉化

Nitrogen-Vacancy-Regulated Mo2N Quantum Dots Electrocatalyst Enables Fast Polysulfides Redox for High-Energy-Density Lithium-Sulfur Batteries. Nano Energy 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107922

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