Recientemente, Los grupos de investigación dirigidos por el profesor Liu Jian y el profesor Wu Zhongshuai del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China han desarrollado Fe _1-x Esferas de carbono mesoporosas decoradas con S como nanoreactor para un cátodo de batería de litio-azufre. El nano-reactor mostró una excelente actividad catalítica de polisulfuro y estabilidad cíclica. El estudio fue publicado en Materiales energéticos avanzados el 16 de abril.

Las baterías de litio-azufre tienen una alta densidad de energía teórica de 2600 Wh kg ^-1 y capacidad teórica de 1675 mAh g ^-1 . Sin embargo, la lenta dinámica de la reacción de conversión del azufre en el proceso de carga y descarga conduce a una baja tasa de utilización del azufre y a un serio efecto lanzadera. Esto reduce aún más la capacidad y estabilidad de las baterías de litio-azufre.

Por lo tanto, un sistema electrocatalítico razonablemente diseñado realizaría una transformación catalítica constante y eficiente de polisulfuro bajo una alta carga de azufre, resultando en una alta estabilidad cíclica. En el estudio actual, Los investigadores diseñaron un nano-reactor de carbono mesoporoso decorado con Fe altamente disperso. _1-x S nanopartículas de electrocatalizador (Fe _1-x S-NC), y lo aplicó como cátodo de batería de litio-azufre para alta actividad catalítica y alta carga de azufre.

El nanoactor tiene una densidad de masa baja, alta porosidad, y un electrocatalizador altamente disperso, lo que mejora significativamente la capacidad de adsorción y conversión catalítica de polisulfuros. Los investigadores encontraron que virtualmente no había deterioro en la capacidad de Fe _1-x S-NC a partir de un valor inicial de 1070 mAh g ^-1 después de 200 ciclos y con una densidad de corriente de 0,5 C.

"La estrategia de diseño de nano-reactores proporciona un nuevo protocolo para construir baterías recargables de alta capacidad y ciclo largo, ", dijo el profesor Liu." También abrirá una vía para el diseño de baterías de metal de litio de alta densidad de energía y más seguras ".