研究概述
由于穿梭效应,碘的氧化还原转化常常会出现多碘化物形成和失活的问题。
2025年4月21日,山东大学张进涛在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Phase Junction Induction Through Atomic Ratio Tuning of Molybdenum Carbides for Enhanced Stepwise Iodine Conversion》的研究论文。
为应对这些挑战,作者采用闪速焦耳加热法,调控碳化钼(MoxC)纳米团簇的原子比,使其均匀地分散在掺氮的碳中,从而诱导出不同的相结。
这种策略不仅能在多孔碳中物理捕获碘,还能通过形成MoxC相结加强化学吸附,从而促进碘的高效转化。
由此产生的内构电场加速了电荷迁移,促进了多碘化物还原为碘离子,并增强了整体电催化性能。
光谱分析显示中间物种极少,表明碘的氧化还原动力学迅速,能垒低,这一点已得到密度泛函理论(DFT)计算的证实。
因此,锌-碘电池的使用寿命超过50000次,容量保持率高达95.2%。
这种相结工程确保了加速电荷迁移和电催化的协同效应,为设计先进的锌碘电池催化剂及其他催化剂提供了宝贵的见解。
图文解读
图1:MoxC/NC的合成与结构表征
图2:锌-碘电池的电化学性能
图3:碘氧化还原机制的理论计算
文献信息
Phase Junction Induction Through Atomic Ratio Tuning of Molybdenum Carbides for Enhanced Stepwise Iodine Conversion. Adv. Funct. Mater., 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202505201.
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