Mo₂C催化硫正极

析硫速率近2倍

针对水性硫电池设计的硫正极，通过Mo₂C同时促进多硫化物转化与水解离步骤，在5 A/g高电流密度下仍能实现高比容量，为水性硫电池的催化剂选择提供了新范式。

Zhang, Tengsheng · Yutong, Feng · Wang, Boya · Zhang, Yanyan · 李心然 · Liu, Jiawei · 周万海 · 李巍 · Xin, Liu · 赵东元 · 晁栋梁

Journal of the American Chemical Society 2025

参数信息

比容量

1040 mAh g-1

比容量

693 mAh g-1

比容量

510 mAh g-1

电流密度

5 A g-1

技术优势

高倍率容量

Mo₂C催化剂同时促进多硫化物转化和水分解Volmer步骤，在5 A/g下实现1040 mAh/g，远超Fe₃C和纯碳。

明确催化机理

阐明硫在水系中的反应路径：S8→S4²⁻→HS⁻，涉及多硫化物转化和水解离Volmer步骤，为催化剂设计提供了具体靶点。

催化剂筛选标准

提出同时评估多硫化物吸附能力和Volmer催化活性的筛选准则，指导未来高效水性硫催化剂的快速筛选。

应用场景

• 水性硫电池：用Mo₂C正极大幅提高水性硫电池的倍率和容量，突破有机体系经验限制。
• 锂硫电池：为锂硫电池的水系化提供可行的硫反应途径和催化剂设计准则。
• 硫催化剂：Mo₂C作为高效硫催化剂，同时驱动多硫化物转化和Volmer步骤。
• 电催化：为电催化水分解与硫反应的耦合提供平台，用于筛选双功能催化剂。
• 储能材料：开发高比能、高安全的Mo₂C/硫复合储能材料，推动下一代电池。