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”

Ti3C2Tx nanosheet@Cu/Fe-MOF separators for high-performance lithium-sulfur batteries: an experimental and density functional theory study

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F23%3A00369437" target="_blank" >RIV/68407700:21220/23:00369437 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1039/D3DT03134A" target="_blank" >https://doi.org/10.1039/D3DT03134A</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/D3DT03134A" target="_blank" >10.1039/D3DT03134A</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Ti3C2Tx nanosheet@Cu/Fe-MOF separators for high-performance lithium-sulfur batteries: an experimental and density functional theory study

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Lithium-sulfur (Li-S) batteries have attracted much attention due to their superior theoretical specific capacity and high theoretical energy density. However, rapid capacity fading originating from the shuttle effect, insulating the S cathode and the dendritic formation on the Li anode restrict the practical applications of Li-S batteries. Herein, we suggest novel coatings on glass fiber separators to satisfy all high-performance Li-S battery requirements. A conductive Ti3C2Tx (MXene) nanosheet/ Fe-MOF or Ti3C2Tx (MXene) nanosheet/ Cu-MOF layer was coated on a glass fiber separator to act as a polysulfides trapping layer. The MXenes layer with high conductivity and polar surface functional groups could confine polysulfides and accelerate the redox conversions. The porous MOF layer acts as a Li ion sieve, thereby leading to the interception of polysulfides and mitigation of Li dendrite growth. The cells with the Cu-MOF/MXenes and Fe-MOF/MXenes separators display superior capacities of 1100 and 1131 mA h g-1 after 300 cycles respectively whereas the cell with pure glass fiber separator delivers very low capacity of 309 mA h g-1 after 300 cycles. With Fe-MOF/MXenes and Cu-MOF/MXenes configurations, the discharge capacity, Coulombic efficiency, cycling stability, and electrochemical conversion reactions are significantly improved. Our ab initio calculations demonstrate that the MXene layer dissociates lithium polysulfides into adsorbed S and mobile Li ions, which explains the experimental findings.

  • Název v anglickém jazyce

    Ti3C2Tx nanosheet@Cu/Fe-MOF separators for high-performance lithium-sulfur batteries: an experimental and density functional theory study

  • Popis výsledku anglicky

    Lithium-sulfur (Li-S) batteries have attracted much attention due to their superior theoretical specific capacity and high theoretical energy density. However, rapid capacity fading originating from the shuttle effect, insulating the S cathode and the dendritic formation on the Li anode restrict the practical applications of Li-S batteries. Herein, we suggest novel coatings on glass fiber separators to satisfy all high-performance Li-S battery requirements. A conductive Ti3C2Tx (MXene) nanosheet/ Fe-MOF or Ti3C2Tx (MXene) nanosheet/ Cu-MOF layer was coated on a glass fiber separator to act as a polysulfides trapping layer. The MXenes layer with high conductivity and polar surface functional groups could confine polysulfides and accelerate the redox conversions. The porous MOF layer acts as a Li ion sieve, thereby leading to the interception of polysulfides and mitigation of Li dendrite growth. The cells with the Cu-MOF/MXenes and Fe-MOF/MXenes separators display superior capacities of 1100 and 1131 mA h g-1 after 300 cycles respectively whereas the cell with pure glass fiber separator delivers very low capacity of 309 mA h g-1 after 300 cycles. With Fe-MOF/MXenes and Cu-MOF/MXenes configurations, the discharge capacity, Coulombic efficiency, cycling stability, and electrochemical conversion reactions are significantly improved. Our ab initio calculations demonstrate that the MXene layer dissociates lithium polysulfides into adsorbed S and mobile Li ions, which explains the experimental findings.

Klasifikace

  • Druh

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

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20301 - Mechanical engineering

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

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

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Dalton Transactions

  • ISSN

    1477-9226

  • e-ISSN

    1477-9234

  • Svazek periodika

    2023

  • Číslo periodika v rámci svazku

    11

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    82-92

  • Kód UT WoS článku

    001111499600001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85180411690