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化工界一直致力于尋找高效、廉價、可持續(xù)的電催化劑，以利用可持續(xù)能源產(chǎn)生的能量。

基于此，澳大利亞伍倫貢大學郭再萍教授和王佳兆教授等人報道了一種綠色廉價的乙醇有機催化劑，其能在Li₂S正極的電化學反應(yīng)中高效催化Li₂S的氧化。

研究表明，大量的小分子有機催化劑將為電化學化學家提供一個有效的工具，以加速電化學反應(yīng)，否則無法達到的效率和精度。

通過DFT計算，作者分析了乙醇分子鍵合S物種的結(jié)合能、靜電電位（ESP）分布和Li解離反應(yīng)自由能。乙醇分子與Li₂S、Li₂S₂、Li₂S₄、Li₂S₆、Li₂S₈和S₈分子的結(jié)合能分別為-2.45、-1.85、-1.42、-1.28、-1.27和-0.23 eV。

在優(yōu)化后的乙醇-Li₂S、乙醇-Li₂S₂和乙醇-Li₂S₄結(jié)構(gòu)中，乙醇分子-OH基團上的H原子與短鏈LiPSs中的S原子形成了強鍵合，因此乙醇與短鏈LiPSs（Li₂S、Li₂S₂和Li₂S₄）之間的結(jié)合能最高。

通過DFT計算進行ESP等高線映射發(fā)現(xiàn)，Li₂S中的S原子具有高度親核性，而-OH中的H原子具有高親電性，促進了Li₂S中的S原子與乙醇-OH中的H原子成鍵。

此外，乙醇-Li₂S中S原子的ESP變得更正電，表明乙醇分子從S中抽離了電子密度。原始Li₂S中Li解離過程的反應(yīng)自由能為1.88 eV，而僅1.13 eV就足以使Li從乙醇-Li₂S絡(luò)合物中解離。

結(jié)果表明，綠色廉價的乙醇有機催化劑能夠在分子尺度上有效加速Li₂S氧化，克服Li₂S正極首次充電時的激活障礙，使基電池具有高能量密度。

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：乙醇有機催化劑助力電化學過程中Li2S快速氧化

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