 visitant ::
identificació
|
|||||||||||||||
|
Cerca | Lliura | Ajuda | Servei de Biblioteques | Sobre el DDD | Català English Español | |||||||||
| Pàgina inicial > Articles > Articles publicats > Promoting Electrochemical Reactions with Dual-Atom Catalysts for High-Rate Lithium-Sulfur Batteries |
(Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia) (ALBA Laboratori de Llum de Sincrotró) (Fuzhou University) (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia) (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia) (ALBA Laboratori de Llum de Sincrotró) (ALBA Laboratori de Llum de Sincrotró) (Universitat Politècnica de Catalunya) (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie) (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia) (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
| Data: | 2025 |
| Resum: | Sulfur cathodes offer a promising solution for high-energy-density, cost-effective, and sustainable energy storage. However, their practical application is limited by sluggish and complex multistep sulfur redox reactions (SRRs), involving both electrochemical and chemical processes. Herein, it is demonstrated that accelerating electrochemical processes, particularly LiS nucleation, over competing chemical pathways is fundamental to minimizing sulfur loss and achieving high-rate performance. To this end, a scalable and cost-effective strategy is presented for synthesizing a series of 3d transition metal-bismuth (TM-Bi) atomic pairs anchored on carbon nitride (CN) and investigate their potential to activate SRRs in lithium-sulfur batteries (LSBs). An initial screening identifies Ni-Bi/CN and Co-Bi/CN as highly effective in improving rate performance. Detailed analysis shows these catalysts promote direct electrochemical transitions and rapid LiS nucleation over competing chemical reactions, enabling high charge-discharge rates while preventing active material loss and enhancing stability. Electrochemical analysis, density functional theory, and operando spectroscopy reveal that TM-Bi pairing shifts d-band states closer to the Fermi level and modulates HOMO-LUMO levels, promoting lithium polysulfide (LiPS) interaction and facilitating efficient charge transfer. These findings offer valuable insights for designing advanced catalysts for LSBs and broader electrocatalytic applications. |
| Ajuts: | Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2023/FI-00268 European Commission 101081337 European Commission 101104006 Agencia Estatal de Investigación PCI2022-132985 Agencia Estatal de Investigación PID2022-136883OB-C22 Agencia Estatal de Investigación PID2024-156765OB-C21 Agencia Estatal de Investigación CEX2023-001300-M Agencia Estatal de Investigación PID2023-149158OB-C43 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S European Commission 014206 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01581 |
| Drets: | Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.  |
| Llengua: | Anglès |
| Document: | Article ; recerca ; Versió publicada |
| Publicat a: | Advanced materials, (September 2025) , art. e11345, ISSN 1521-4095 |
