TM掺杂TiN/Ti3C2Br异质结构

锂硫电池高效催化

掺杂单原子增强的二维MXene异质结构，凭借高导电性和适度吸附，加速硫转化并有效抑制穿梭效应。

杨梅 · Wang, Changxin · Song, Minhui · 谢璐 · Wang, Xiaoxu · 钱萍 · 宿彦京

Journal of Power Sources 2026

参数信息

吉布斯自由能

0.28-0.37 eV

机器学习R²

0.94

机器学习R²

0.96

技术优势

筛选范围广

系统考察了27种过渡金属原子掺杂，覆盖3d、4d、5d周期，从中锁定5种最优掺杂元素。

催化活性高

五个最优体系在关键反应步骤上的吉布斯自由能低至0.28-0.37 eV，表现出优异的催化性能。

机理明确

电子结构分析揭示掺杂TM原子与界面N位点协同增强LiPS锚定，为设计提供依据。

预测精准

机器学习ABR模型以R²=0.94和0.96预测Li2S2/Li2S结合强度，并明确了四个关键描述符。

应用场景

• 锂硫电池：作为高效硫宿主材料，抑制穿梭效应并加速硫转化，提升电池性能。
• 单原子催化：利用单原子掺杂策略，在原子尺度调控催化活性位点。
• MXenes：以MXene为基底构建异质结构，提供高导电性和丰富界面。
• 电催化：作为电催化剂，降低多硫化物转化反应的能垒。
• 电化学储能：通过理性设计电极材料，提升电化学储能器件的性能。