Un électrocatalyseur CoSe à haute efficacité avec une nanoarchitecture polyédrique hiérarchique pour accélérer la conversion des polysulfures dans les batteries Li–S

Les batteries lithium-soufre (Li-S) sont reconnues comme des candidates prometteuses pour les systèmes de stockage d'énergie électrochimique de nouvelle génération en raison de leur haute densité d'énergie et de la rentabilité de leurs matières premières. Cependant, les réactions redox multielectroniques lentes du soufre sont la cause principale de la plupart des problèmes rencontrés par les batteries Li-S. Dans ce contexte, un électrocatalyseur CoSe à haute efficacité avec une architecture de nanopolyèdre poreux hiérarchique (CS@HPP) dérivé d'un cadre organométallique est présenté comme hôte de soufre pour les batteries Li-S. Le CS@HPP, avec sa haute qualité cristalline et ses nombreux sites actifs de réaction, peut catalytiquement accélérer la capture/diffusion des polysulfures et la précipitation/décomposition de Li2 S. Ainsi, la cathode en soufre CS@HPP présente une capacité excellente de 1634,9 mAh g-1, une performance à haut débit, et une longue durée de vie avec une faible dégradation de capacité de 0,04 % par cycle sur 1200 cycles. Des nanopolyèdres CoSe sont en outre fabriqués sur une structure de tissu en carbone (CC@CS@HPP) pour déployer l'activité électrocatalytique grâce à leur haute conductivité électrique et leur grande surface. Une cathode en soufre CC@CS@HPP autonome avec un chargement en soufre de 8,1 mg cm-2 offre une capacité areale élevée de 8,1 mAh cm-2 sous un électrolyte dilué. Ce travail éclairera la conception rationnelle de l'ingénierie structure-catalyse des nanomatériaux à base de métaux de transition pour diverses applications.