Recentemente, grupos de pesquisa liderados pelo Prof. Liu Jian e Prof. Wu Zhongshuai do Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram Fe _1-x Esferas de carbono mesoporosas decoradas com S como nanorreator para um cátodo de bateria de lítio-enxofre. O nanorreator apresentou excelente atividade catalítica de polissulfeto e estabilidade cíclica. O estudo foi publicado em Materiais de energia avançados em 16 de abril.

As baterias de lítio-enxofre têm uma alta densidade de energia teórica de 2600 Wh kg ^-1 e capacidade teórica de 1675 mAh g ^-1 . Contudo, a lenta dinâmica da reação de conversão do enxofre no processo de carga e descarga leva a uma baixa taxa de utilização do enxofre e a um sério efeito de transporte. Isso reduz ainda mais a capacidade e a estabilidade das baterias de lítio-enxofre.

Portanto, um sistema eletrocatalítico razoavelmente projetado realizaria uma transformação catalítica estável e eficiente de polissulfeto sob alta carga de enxofre, resultando em alta estabilidade cíclica. No estudo atual, os pesquisadores projetaram um nanorreator de carbono mesoporoso decorado com Fe altamente disperso _1-x Nanopartículas de eletrocatalisador S (Fe _1-x S-NC), e aplicou-o como um cátodo de bateria de lítio-enxofre para alta atividade catalítica e alta carga de enxofre.

O nanorreator tem baixa densidade de massa, alta porosidade, e um eletrocatalisador altamente disperso, que melhora significativamente a adsorção e capacidade de conversão catalítica de polissulfetos. Os pesquisadores descobriram que praticamente não houve decadência na capacidade de Fe _1-x S-NC a partir de um valor inicial de 1070 mAh g ^-1 após 200 ciclos e sob uma densidade de corrente de 0,5 C.

"A estratégia de design do nanorreator fornece um novo protocolo para a construção de baterias recarregáveis ​​de alta capacidade e de ciclo longo, "disse o Prof. Liu." Também abrirá um caminho para o design de baterias de metal de lítio mais seguras e de alta densidade de energia. "