能源存储革命 研究人员开发出用于稳定锂硫电池的金属纳米团簇

皮卡世界
皮卡世界
16次浏览
2023-10-14 10:03:28

盖世汽车讯 由于最近间歇性可再生能源的出现和电动汽车的采用,市场对高效能源存储系统的需求不断增加,而锂硫电池(LSB)的存储能量是传统锂离子电池的三到五倍,成为一种有前景的解决方案。LSB使用锂作为阳极,硫作为阴极,但这种组合也带来了挑战。问题之一是“穿梭效应”,即循环过程中形成的中间多硫化锂(LiPS)物质会在阳极和阴极之间迁移,导致容量衰减、低生命周期和较差的倍率性能。

其他问题还包括锂离子吸收过程中硫阴极的膨胀,以及电池运行过程中绝缘锂硫物质和锂枝晶的形成。虽然已采用各种策略(例如阴极复合材料、电解质添加剂和固态电解质)来应对这些挑战,但这些策略还涉及限制LSB进一步发展的权衡和考虑。

近日,凭借高可设计性以及独特的几何和电子结构,原子级精确的金属纳米团簇(尺寸为1-3纳米的金属原子聚集体)在材料研究方面受到了相当大的关注,包括LSB。然而虽然已经提出了金属纳米团簇的许多合适的应用,但仍然没有其实际应用的例子。

据外媒报道,由东京理科大学(Tokyo University of Science,TUS)Yuichi Negishi教授领导的日本和中国研究团队利用铂(Pt)掺杂金(Au)纳米团簇Au24Pt(PET)18(PET:苯乙硫醇,SCH2CH2Ph)的表面结合特性和氧化还原活性,以作为LSB中的高效电催化剂。相关研究已发表于期刊《Small》。