近日，上海大學張久俊、左銀澤聯(lián)合福州大學顏蔚團隊在《碳能源（英文版）》上以“表面工程用于制備鋰硫電池電催化劑用于選擇性硫轉化的通用策略”為題發(fā)表文章，通過表面工程策略設計了一種Mn3O4?x催化劑的通用策略，借助可以選擇性催化鋰硫電池內部的液-固轉化，可有效抑制“穿梭效應”。

        為了減少化石能源的排放，能源儲存系統(tǒng)是探索清潔和可持續(xù)能源（如太陽能、風能、潮汐等）的必要途徑。在眾多系統(tǒng)中，鋰硫電池具有高比容量、高能量密度等優(yōu)勢，具備成為下一代儲能系統(tǒng)的潛力。但是鋰硫電池內部固-液-固硫轉化過程造成了嚴重的“穿梭效應”，進而降低電化學動力學，嚴重阻礙了鋰硫電池的發(fā)展。研究表明，必須借助催化劑催化策略，加速鋰硫電池內部硫轉化。但是，傳統(tǒng)的催化劑更傾向于加速固-液轉變，造成了聚硫化物的多度積累，將進一步加速鋰硫電池的“穿梭效應”。因此，必須設計合理的策略來控制催化劑的催化活性，使其更易于加速鋰硫電池內部的液-固轉化，而非固-液轉化。

        據了解，該項研究將氧空位成功引入到Mn3O4中，形成Mn3O4?x催化劑。使其對Li2S4的還原具有優(yōu)異的親和力，并且對于Li2S的沉積和再活化具有優(yōu)異的催化作用。另外，通過原位XRD和理論計算證明了Mn3O4?x催化劑的催化過程和催化機理。

        其中的亮點有：

        （1）通過表面工程設計氧空位用于制備選擇性催化劑的通用策略。并用于鋰硫電池以抑制“穿梭效應”，為選擇性催化劑的制備提供了新思路。

        （2）利用原位XRD技術確定了硫轉化中的反應中間體（MnS和LiyMnzO4-x），為了解鋰硫電池催化機理奠定了基礎。此工作對于開發(fā)新型鋰硫電池催化劑提出了新思路。

        《碳能源（英文版）》是由溫州大學和Wiley聯(lián)合創(chuàng)辦的旗艦期刊，面向材料、化學、環(huán)境、物理及交叉學科，重點關注碳、碳減排、清潔能源等前沿領域，旨在及時報道國際上碳材料和能源領域的最新科研成果和動態(tài)。