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石墨炔上 Co-C4 原子位点的强 d−π 轨道耦合促进钾硫电池电催化
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2024-02-08 , DOI: 10.1021/jacs.3c09533 Shipeng Zhang 1 , Ya Kong 2, 3 , Yu Gu 1 , Ruilin Bai 4 , Menggang Li 1 , Shuoqing Zhao 1 , Mingze Ma 4 , Zhen Li 4 , Lingyou Zeng 1 , Daping Qiu 1 , Qinghua Zhang 5 , Mingchuan Luo 1 , Lin Gu 5 , Yan Yu 4 , Shaojun Guo 1 , Jin Zhang 1, 2
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钾硫（K-S）电池受到K 2 S 3 /K 2 S 2到K 2 S固相转化动力学缓慢的严重限制，这是速率决定和性能控制的步骤，迫切需要具有促进硫容纳和提高催化效率的阴极。为此，我们利用轨道耦合方法，在此报告了锚定在石墨二炔的两个炔基之间的单原子Co的强d−π耦合催化构型（Co-GDY）。 Co-C 4部分的 d−π 轨道耦合使电子在 GDY 上二维地完全重新分布，从而大大加速了固相 K 2 S 3 /K 2 S 2到 K 2 S 的转化并增强了硫物质的吸附。作为阴极，S/Co-GDY 在 K-S 电池中提供了 496.0 mAh g –1和 5 A g –1的创纪录高倍率性能。原位和异位表征耦合密度泛函理论（DFT）计算合理化了Co-C 4配置的强d−π轨道耦合如何促进高性能K-S电池中多硫化钾的可逆固态转变动力学。
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