能源存储革命：用于稳定锂硫电池的金属纳米团簇
2023-10-16 10:26:34 点击：次
能源存储革命：用于稳定锂硫电池的金属纳米团簇
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对高效能源存储系统的需求不断增加，特别是由于最近间歇性可再生能源的出现和电动汽车的采用。在这方面，锂硫电池（LSB）的存储能量是传统锂离子电池的三到五倍，成为一种有前途的解决方案。
LSB 使用锂作为阳极，硫作为阴极，但这种组合带来了挑战。一个重要的问题是“穿梭效应”，即循环过程中形成的中间多硫化锂 (LiPS) 物质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，但它们涉及限制 LSB 进一步发展的权衡和考虑。
最近，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）由于其高可设计性以及独特的几何和电子结构，在包括 LSB 在内的材料研究中受到了相当多的关注。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。现在，在 2023 年 8 月 25 日发表在《Small》杂志上的一项最新合作研究中，由东京理科大学 (TUS) 根岸雄一 (Yuichi Negishi) 教授领导的一个来自日本和中国的研究小组，利用了表面结合特性和氧化还原活性铂 (Pt) 掺杂金 (Au) 纳米团簇，Au 24 Pt(PET) 18（PET：苯乙硫醇，SCH 2 CH 2 Ph），作为 LSB 中的高效电催化剂。该研究由启迪科技大学助理教授 Saikat Das 与中国兰州大学何德彦教授和刘德全副教授共同撰写。
研究人员制备了具有大比表面积、高孔隙率和导电网络的Au 24 Pt(PET) 18 和石墨烯(G)纳米片的复合材料，用它们开发了一种电池隔膜，可加速LSB中的电化学动力学。“使用基于 Au 24 Pt(PET) 18 @G 的隔膜组装的 LS
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对高效能源存储系统的需求不断增加，特别是由于最近间歇性可再生能源的出现和电动汽车的采用。在这方面，锂硫电池（LSB）的存储能量是传统锂离子电池的三到五倍，成为一种有前途的解决方案。
LSB 使用锂作为阳极，硫作为阴极，但这种组合带来了挑战。一个重要的问题是“穿梭效应”，即循环过程中形成的中间多硫化锂 (LiPS) 物质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，但它们涉及限制 LSB 进一步发展的权衡和考虑。
最近，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）由于其高可设计性以及独特的几何和电子结构，在包括 LSB 在内的材料研究中受到了相当多的关注。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。现在，在 2023 年 8 月 25 日发表在《Small》杂志上的一项最新合作研究中，由东京理科大学 (TUS) 根岸雄一 (Yuichi Negishi) 教授领导的一个来自日本和中国的研究小组，利用了表面结合特性和氧化还原活性铂 (Pt) 掺杂金 (Au) 纳米团簇，Au 24 Pt(PET) 18（PET：苯乙硫醇，SCH 2 CH 2 Ph），作为 LSB 中的高效电催化剂。该研究由启迪科技大学助理教授 Saikat Das 与中国兰州大学何德彦教授和刘德全副教授共同撰写。
研究人员制备了具有大比表面积、高孔隙率和导电网络的Au 24 Pt(PET) 18 和石墨烯(G)纳米片的复合材料，用它们开发了一种电池隔膜，可加速LSB中的电化学动力学。“使用基于 Au 24 Pt(PET) 18 @G 的隔膜组装的 LS