硫化物氧化反应 (SOR) 是电化学脱硫和硫基电池的核心步骤之一。然而,硫钝化严重阻碍了脱硫和硫电池的电化学性能。
有鉴于此,南京大学张会刚教授等人,报道了一种对硫物种具有弱相互作用的电催化剂的疏硫现象。
本文要点
1)开发了一种自清洁 NiS2电极,以避免在 SOR 过程中长期困扰的固体硫钝化问题。此外,硫空位被设计到 NiS2 晶格中以合成 v-NiS2 用于析氢反应 (HER)。由此产生的晶格膨胀和电子重新分布可以调整吸附的氢以达到接近热中性的状态,从而实现对 HER 的高催化活性。
2)通过耦合 HER 和 SOR,证明了高效脱硫和同步制氢。双功能 NiS2 使这种一石二鸟策略实现了具有卓越的能效(1.05 gsulfur Wh-1)的连续电化学脱硫。作为一般设计原则,疏硫电催化剂可以通过最大限度地减弱充电过程中 S8 的钝化来改善锂硫电池的性能。
3)作为一般设计原则,疏硫电催化剂可以通过最小化充电期间S8的钝化来改善锂硫电池的性能。简而言之,电催化剂和硫物质之间的界面相互作用在本文被系统地研究,并且显著提高SOR的电化学性能。
总之,该工作系统研究了电催化剂和硫物质之间的界面相互作用,并提供了一种显着提高 SOR 电化学性能的疏硫策略。
参考文献:
Shuo Zhang et al. Sulfophobic and Vacancy Design Enables Self-Cleaning Electrodes for Efficient Desulfurization and Concurrent Hydrogen Evolution with Low Energy Consumption. Advanced Functional Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202101922
https://doi.org/10.1002/adfm.202101922