近期，揚(yáng)州大學(xué)研究者設(shè)計出了一種包埋于多孔氮摻雜碳(NC)納米骨架中的多界面二硒化鉬復(fù)合材料——二硒化鉬/二硒化鈷異質(zhì)結(jié)構(gòu)(MoSe2/CoSe2@NC)，并以其作為鋰硫電池（LSBs）的多功能陰極宿主材料，以解決該電池多硫化物的穿梭效應(yīng)和硫轉(zhuǎn)化動力學(xué)緩慢的問題。
鋰硫電池圖片
作為下一代高能量密度存儲技術(shù)的優(yōu)選替代品，鋰硫電池憑借著能量密度高、價格低廉、原料易得和對環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，深受廣大儲能研究者的青睞。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，LSBs仍存在諸多不足，比如容量衰減速度快、循環(huán)壽命短和庫倫效率低等。
為了彌補(bǔ)LSBs的不足，過渡金屬硒化物（TMSes）成為近年來研究的重點(diǎn)之一。TMSes因具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、獨(dú)特的親硫特性和催化效應(yīng)，而被證實(shí)了適合用作LSBs的陰極宿主材料和電催化劑，能抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)以及加快硫轉(zhuǎn)化動力學(xué)。然而，由于單個TMSes的吸附和催化作用有限，所以阻礙了TMSes在LSBs中的實(shí)際應(yīng)用。
有鑒于此，揚(yáng)州大學(xué)研究者就合成了MoSe2/CoSe2@NC，其在吸附多硫化物和催化硫轉(zhuǎn)化兩方面都具有顯著優(yōu)勢。研究表明，CoSe2對多硫化物的化學(xué)吸附作用較強(qiáng)，同時能催化長鏈多硫化物的還原反應(yīng)，而MoSe2對多硫化物的轉(zhuǎn)化具有雙向催化作用，尤其是對短鏈多硫化物的氧化反應(yīng)的催化作用更明顯。
MoSe2-CoSe2-NC的制備示意圖（圖源：揚(yáng)州大學(xué)）
總的來說，使用MoSe2/CoSe2@NC作為LSBs的陰極宿主材料和電催化劑時，能顯著提高電池產(chǎn)品的使用壽命和倍率性能。該研究成果已以“Core-shell polyoxometalate-based zeolite imidazole framework-derived multi-interfacial MoSe2/CoSe2@NC enabling multi-shanal polysulfide anchoring and conversion in lithium-sulfur batteries”為題發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A期刊上。
