FeP/Fe₂P异质结电催化剂

多硫化物转化双向加速

利用内置电场调控d-p带中心，同步加速多硫化物的吸附、扩散与转化，大幅降低活化能并提升锂离子扩散，实现高效的Li₂S沉积/溶解双向催化。

Zhao, Zhenxin · Yi, Zonglin · Duan, Yunrui · Pathak, Rajesh · 成晓琴 · 王永祯 · Elam, Jeffrey W. · 王晓敏

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

可逆容量

{'zh': '1412', 'en': '1412'} mAh g⁻¹

能量效率

{'zh': '90', 'en': '90'} %

循环后容量

{'zh': '786', 'en': '786'} mAh g⁻¹

技术优势

多硫化物吸附更强

异质结界面内建电场降低了Fe 3d和P 2p带中心的d-p带中心，增强了与多硫化物的键合，使费米能级处电子浓度更高，促进吸附。

充放电更高效

通过调节多硫化物吸附-扩散-转化过程，降低了活化能并提升了锂离子扩散，显著改善双向Li₂S沉积/溶解动力学，从0.1 C到2 C均保持~90%能量效率。

高载硫下循环稳定

在4 mg cm⁻²高载硫条件下，0.5 C循环100次后容量保持786 mAh g⁻¹，有效抑制穿梭效应带来的容量损失。

应用场景

• 锂硫电池正极：作为高效双向电催化正极，加速多硫化物转化，提升容量和能效。
• 高载硫电极：在高载硫条件下仍能维持高容量和稳定循环，实用化潜力大。
• 电催化储能：利用异质结调控电子结构，降低反应能垒，实现高效电化学储能。
• 多硫化物转化催化剂：内建电场优化d-p带中心，增强多硫化物吸附和转化，减少穿梭。
• 高能效电池系统：在宽倍率范围内保持约90%能量效率，降低能量损耗。