Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Glue-assisted exfoliation of two-dimensional sulfur-rich niobium thiophosphate (Nb4P2S21) for sulfur-equivalent electrode study in lithium storage

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F25%3A10497930" target="_blank" >RIV/00216208:11310/25:10497930 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/60461373:22310/25:43931553

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=l6TOTK2SN-" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=l6TOTK2SN-</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d4na01060d" target="_blank" >10.1039/d4na01060d</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Glue-assisted exfoliation of two-dimensional sulfur-rich niobium thiophosphate (Nb4P2S21) for sulfur-equivalent electrode study in lithium storage

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Two-dimensional (2D) layered thiophosphates have garnered attention for advanced battery technology due to their open ionic diffusion channels, high capacity, and unique catalytic properties. However, their potential in energy storage applications remains largely unexplored. In this study, we report a 2D transition metal thiophosphate (Nb4P2S21) with high sulfur content, synthesized via chemical vapor transport (CVT). The bulk material, exhibiting a layered quasi-one-dimensional (quasi-1D) structure, can be exfoliated into high-quality nanoplates using glue-assisted grinding. Density functional theory (DFT) calculations reveal a direct bandgap of 1.64 eV (HSE06 method) for Nb4P2S21, aligning with its near-infrared (NIR) photoluminescence at 755 nm. Despite an initial discharge capacity of 1500 mA h g(-1), the material shows low reversible capacity and rapid capacity decay at 0-2.6 V. In situ Raman confirms the formation of polysulfides during cycling. Given its high sulfur content, the material was evaluated at 0.5-2.6 V, 1.0-2.6 V, and 1.5-2.6 V to assess its sulfur-equivalent cathode performance. In carbonate-based electrolytes, electrochemical performance is hindered by polysulfide formation and side reactions, but switching to ether-based electrolytes improves initial reversible capacity and coulombic efficiency due to additional Li(x)S conversion above 2.2 V. EDS and TOF-SIMS analyses of cycled electrodes show a significant sulfur loss, worsening the polysulfide shuttle effect and leading to battery failure. Adapting strategies from lithium-sulfur batteries, such as polar host catalysts, could enhance the material&apos;s performance.

  • Název v anglickém jazyce

    Glue-assisted exfoliation of two-dimensional sulfur-rich niobium thiophosphate (Nb4P2S21) for sulfur-equivalent electrode study in lithium storage

  • Popis výsledku anglicky

    Two-dimensional (2D) layered thiophosphates have garnered attention for advanced battery technology due to their open ionic diffusion channels, high capacity, and unique catalytic properties. However, their potential in energy storage applications remains largely unexplored. In this study, we report a 2D transition metal thiophosphate (Nb4P2S21) with high sulfur content, synthesized via chemical vapor transport (CVT). The bulk material, exhibiting a layered quasi-one-dimensional (quasi-1D) structure, can be exfoliated into high-quality nanoplates using glue-assisted grinding. Density functional theory (DFT) calculations reveal a direct bandgap of 1.64 eV (HSE06 method) for Nb4P2S21, aligning with its near-infrared (NIR) photoluminescence at 755 nm. Despite an initial discharge capacity of 1500 mA h g(-1), the material shows low reversible capacity and rapid capacity decay at 0-2.6 V. In situ Raman confirms the formation of polysulfides during cycling. Given its high sulfur content, the material was evaluated at 0.5-2.6 V, 1.0-2.6 V, and 1.5-2.6 V to assess its sulfur-equivalent cathode performance. In carbonate-based electrolytes, electrochemical performance is hindered by polysulfide formation and side reactions, but switching to ether-based electrolytes improves initial reversible capacity and coulombic efficiency due to additional Li(x)S conversion above 2.2 V. EDS and TOF-SIMS analyses of cycled electrodes show a significant sulfur loss, worsening the polysulfide shuttle effect and leading to battery failure. Adapting strategies from lithium-sulfur batteries, such as polar host catalysts, could enhance the material&apos;s performance.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Nanoscale Advances

  • ISSN

    2516-0230

  • e-ISSN

    2516-0230

  • Svazek periodika

    7

  • Číslo periodika v rámci svazku

    7

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    12

  • Strana od-do

    1860-1871

  • Kód UT WoS článku

    001415328400001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105001209249