宋英泽课题组Nano Energy：锂硫电池体系关键材料的研究中取得突破性进展

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宋英泽特聘教授与苏州大学孙靖宇教授、清华大学张强教授合作在锂硫电池体系关键材料的研究中取得突破性进展，采用模板限域合成方法设计出一种多孔氮掺杂MXene电催化剂，并提出了其对锂硫化学的协同和分工催化机制，相关成果以题为“Rational design of porous nitrogen-doped Ti3C2 MXene as a multifunctional electrocatalyst for Li–S chemistry”在能源材料顶级期刊Nano Energy（即时影响因子为17.15）上发表。环境友好能源材料国家重点实验室宋英泽特聘教授为第一作者，西南科技大学为第一研究单位。
       由于较高的能量密度（2600 Wh·kg-1）和理论比容量(1672 mAh·g-1)，锂硫电池被认为是下一代先进的储能体系，是当今高比能动力电池领域研究的热点和亟需突破的重点体系。然而，锂硫电池依然存在硫的利用效率低、电化学性能差以及安全性问题，限制了其实用化进程。这主要归因于多硫化锂的穿梭效应和缓慢的电化学反应动力学过程。基于上述科学问题，宋英泽博士引入模板限域合成方法，设计了多孔的氮掺Ti3C2 MXene（P-NTC）电催化剂用于优化锂硫电池体系。研究结果表明，与剥离的纯片层MXene（TC）相比，P-NTC比表面积提高了5.8倍，有效增加了多硫化锂的吸附和转化位点；其优异的电子传导性有利于多硫化锂的转化反应；氮原子的引入形成了“Ti-N”和“Li-N”键，降低了Li2S分解的能垒，从而有效催化了电池的反应动力学过程。研究工作证实了模板限域合成方法在构建电催化材料中的重要性，探讨了NTC在锂硫电池体系电化学反应过程中的关键作用，为今后高活性电催化剂的设计提供了新视角，为深入探讨电催化剂对锂硫化学的作用机制提供了研究思路。

图1  P-NTC电催化剂的设计路线及对锂硫化学的作用机制

       宋英泽，西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室特聘教授，先进能源材料研究团队负责人。2019年6月博士毕业于苏州大学，师从我国著名碳材料科学家、中科院院士刘忠范教授和国家特聘专家孙靖宇教授。曾就职于中科院宁波材料技术与工程研究所、宁波新材料科技城创新创业发展有限公司。截至目前，发表SCI高水平研究论文30余篇，其中第一作者或共同第一作者14篇，包括Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., ACS Nano, Nano Energy, J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Energy Chem.等；作为第一发明人获国家授权发明专利2项。
研究工作得到西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室自主课题（19fksy16）资助。
       文章链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... /S2211285520301129.
       文章来源：西南科技大学
       宋英泽，西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室特聘教授，博士生导师。2019年6月博士毕业于苏州大学，师从我国著名碳材料科学家、中国科学院院士刘忠范教授和国家聘专家孙靖宇教授。曾就职于中科院宁波材料技术与工程研究所，宁波新材料科技城创新创业发展有限公司。截至目前，作为第一作者或共同第一作者在Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., ACS Nano, Nano Energy, J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Energy Chem.等期刊发表论文13篇，在Chem. Soc. Rev., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy等期刊合作发表论文20余篇，引用1000余次；作为第一发明人获得国家授权发明专利2项；作为副主编编写专著1部。