Baterai Al-S Berkinerja Tinggi melalui Modulasi Polarisasi Spin melalui Lembaran Nano Ni-MoS2 Katalitik

Abstrak
Katalis baterai aluminium-sulfur (Al-S) dengan kemampuan adsorpsi dan katalitik dapat secara efektif meningkatkan kinetika redoks yang lambat, tetapi penelitian saat ini sering mengabaikan efek pengoptimalan struktur elektronik katalis dalam meningkatkan transfer muatan dan adsorpsi. Di sini, lembaran nano MoS2 monolayer terdoping Ni disintesis dan digunakan sebagai aditif katalitik untuk katode sulfur. Penambahan Ni mendorong pemisahan spin orbital 4d Mo, sehingga memengaruhi derajat polarisasi sulfur bidang basal, dan membuatnya berubah dari keadaan spin rendah ke keadaan spin tinggi. Konfigurasi spin tinggi ini meningkatkan tingkat energi elektron dan menyediakan keadaan elektron aktif untuk bereaksi dengan aluminium polisulfida (AlPS), yang mengoptimalkan energi adsorpsi. Pada saat yang sama, hal ini mempercepat transfer elektron dan menurunkan penghalang energi untuk konversi polisulfida secara keseluruhan. Dengan memanfaatkan fitur-fitur ini, baterai Al-S yang didasarkan pada katode S@Ni-MoS2/C yang dirancang secara rasional menunjukkan kapasitas awal yang tinggi (1603,0 mAh g-1 pada 0,5 A g-1) dan stabilitas siklus yang luar biasa (tingkat peluruhan kapasitas 0,035% selama 2000 siklus). Studi ini menunjukkan strategi kontrol struktur elektronik terpolarisasi spin untuk meningkatkan aktivitas katalitik, yang menyediakan pendekatan yang layak untuk mengembangkan katalis yang efisien untuk baterai Al-S yang praktis.