锰单原子催化剂

强化轨道杂化，加速硫转化

不对称Mn–N2配位结构替代传统对称Mn–N4，显著增强对多硫化钠的吸附与催化转化能力。

Li, Zhiqiang · 陈星 · Yao, Ge · Wei, Lingzhi · 陈乾旺 · 罗其全 · 郑方才 · Wang, Hui

Advanced Functional Materials 2024

参数信息

容量

458 mAh g−1

容量衰减率

0.23 %

技术优势

吸附更强

Mn–N2配位使Mn的d轨道与多硫化钠中S的p轨道杂化增强，提升了对多硫化钠的亲和力，从源头抑制穿梭效应。

转化更快

该结构同时加速多硫化钠的催化转化，改善硫的氧化还原反应动力学，使高倍率下仍能释放高容量。

循环更稳

在3.0C下循环2300次后容量衰减仅0.23%，证明该催化中心在长期工作中保持结构稳定。

应用场景

• 钠硫电池：用其作为正极催化剂，可同时抑制穿梭效应并加速硫转化，提升电池倍率与循环性能。
• 硫正极宿主材料：作为硫载体，能牢固锚定多硫化钠并提供催化位点，实现高载量稳定循环。
• 多硫化物催化转化：利用其Mn–N2位点增强d-p杂化，可高效催化多硫化物转化，减少活性物质损失。
• 单原子催化剂：提供了一种通过调节配位数来优化轨道杂化的单原子催化剂设计新思路。
• 钠基储能：为钠基储能体系提供高倍率、长寿命的正极解决方案，推动其实际应用。