在設計鋰-硫 (Li-S) 電池的硫宿主時，抑制鋰多硫化物 (LiPS) 穿梭以及加速轉化動力學極其重要但又極具挑戰性。納米材料的相位工程是一種有趣的方法，用于調整電子結構以調節相位相關的物理化學性質。
在這項研究中，廈門大學Qingchi Xu，Xiaoliang Fang，Jun Xu通過硼摻雜策略精心合成了亞穩態相 δ-Mo2C 催化劑，其表現出從六邊形到立方結構的相轉移。
文章要點
1）亞穩態立方 δ-Mo2C 裝飾的 N 摻雜碳納米管 (δ-B-Mo2C/NCNT) 的分級管狀結構賦予 LiPSs 快速的電子轉移和豐富的極性位點。
2）第一性原理計算表明，LiPSs 中 Mo 金屬的 d 軌道和 S 原子的 p 軌道之間的化學吸附能力和雜化增強，有助于提高電催化活性。此外，原位拉曼分析表明氧化還原轉化動力學加速。
3）因此，δ-B-Mo2C/NCNT 使 Li-S 電池在 0.1 C 時具有 1385.6 mAh g-1 的高比容量，在 4 C 時具有 606.3 mAh g-1 的優異倍率性能。令人印象深刻的是，在 6.8 mg cm-2 的高硫負載下實現了令人滿意的 6.95 mAh cm-2 的面積容量。
這項工作對 Li-S 電池的亞穩態催化劑設計和相工程具有重要的研究意義。
參考文獻
Kai Chen, et al, Strengthened d?p Orbital Hybridization on Metastable Cubic Mo2C for Highly Stable Lithium?Sulfur Batteries, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c11701
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c11701
