锂-硫电池是储能应用的一个有吸引力的选择。开发先进的高性能电池需要更深入地了解多步锂硫反应和电催化机制。

近日，康奈尔大学Héctor D. Abruña，Shuangyan Lang通过operando共焦拉曼显微镜和 X 射线吸收光谱 (XAS) 系统地研究了钴单原子电催化剂 (Co-SAs/NC) 催化的锂硫氧化还原过程。

文章要点

1）基于恒电位测量的实时观察表明，Co SAs/NC 有效加速了锂硫还原/氧化反应，显示出零级动力学。

2）在恒电流放电条件下，长链和中链多硫化物的典型逐步机制在电催化下转变为并行途径。

3）原位Co K 边 XAS 研究阐明了钴氧化态的电位依赖性演化和钴硫键的形成。

研究工作通过操作方法提供了对催化锂-硫反应机制的基本见解，使人们能够更深入地了解电能存储系统中的电催化和界面动力学。

参考文献

Weixuan Xu, et al, Fundamental mechanistic insights into the catalytic reactions of Li─S redox by Co single-atom electrocatalysts via operando methods, Sci. Adv., 9 (33), eadi5108.

DOI: 10.1126/sciadv.adi5108

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi5108