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?廣工大Small：通過SnS2-MXene異質結界面的內建電場協同加速硫物種的吸附-電催化

開發高效的異質結電催化劑并揭示其促進硫物種吸附-電催化的原子級界面機制在鋰硫電池（LSBs）中具有挑戰性?；诖?，廣東工業大學李運勇教授（通訊作者）等人報道了具有界面內建電場（BIEF）的多功能SnS₂-MXene異質結，作為解釋BIEF加速協同吸附-電催化雙向硫轉化作用的模型。異質結界面快速推進了豐富的Li⁺/e^–轉移，從而大大降低了Li₂S成核/分解能壘，促進了硫的雙向轉化。

作者通過DFT計算研究了SnS₂-Mxene異質結協同加速吸附-催化轉化硫物種的催化機理。結果表明，由于Mxene中的Ti原子容易失去電子，而SnS₂中的S原子容易獲得電子，并且在Mott-Schottky的影響下，SnS₂-Mxene異質結形成自發的BIEF，導致電子從Mxene流向SnS₂，因此SnS₂表面容易與更多的多硫化鋰（LiPSs）結合。

本文分別計算了態密度、吸附能、電荷密度差分和分解能壘，進一步證實了SnS₂-MXene異質結通過BIEF的快速LiPSs轉化動力學。計算結果表明，S₈和Li₂S_n（n = 8、6、4、2和1）分子在SnS₂-MXene異質結上的吸附能明顯高于SnS₂，進一步說明SnS₂-MXene異質結構對LiPSs具有更穩定和更強的吸附能。此外，由于BIEF的形成，Li₂S在SnS₂-MXene異質結上的分解能壘低于在SnS₂上的分解能壘，這表明Li⁺和e^–的轉移被加速，Li₂S的分解被改善。

Synergistically Accelerating Adsorption-Electrocataysis of Sulfur Species via Interfacial Built-In Electric Field of SnS₂-MXene Mott-Schottky Heterojunction in Li-S Batteries. Small, 2023, DOI: 10.1002/smll.202206462.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202206462.

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