다공성 N-도핑 탄소 매트릭스 위의 P-도핑 RuSe2: 가속화된 황 산화환원 반응을 위한 촉매

초록 단일 성분 촉매는 그 본질적인 전자 구조 때문에 폴리설파이드의 제한된 촉매 변환을 보이지만, 전자 구조를 조절하기 위해 이종원소를 도입함으로써 촉매 활성을 개선할 수 있다. 그러나 도핑 원소의 합리적인 선정 원칙은 명확하지 않다. 여기에서 우리는 이론적인 계산에 의해 리튬 폴리설파이드(LiPSs)의 흡착 강도와 리튬 황화물의 촉매 활성 간의 균형 관계를 바탕으로 적절한 도핑 원소를 선택한다. 우리는 스크리닝 방법을 적용하여 인이 도핑된 RuSe2의 새로운 촉매를 개발하며, 기존 RuSe2와 비교했을 때 더욱 향상된 전도성을 나타내어 전하 전이를 용이하게 하고 RuSe2의 d-밴드 중심을 조절함으로써 LiPSs와의 상호작용에서의 효과성을 증대시킨다. 결과적으로 조립된 셀은 고황 하중 8.0 mg cm−2 및 희박 전해질 조건(5.0 μL mg−1) 하에서도 7.7 mAh cm−2의 면적 용량을 나타낸다. 이러한 합리적인 스크리닝 전략은 리튬-황 배터리 및 다른 분야에서의 고급 촉매 설계를 위한 강력한 솔루션을 제공한다.