碳化鉬複合材料助力高性能鈉硫電池

高性能鈉硫電池因具有高理論比容量、價格低廉和對生態環境較爲好友的優點，而深受廣大儲能研究者的青睞。不過，該電池也存在諸多的不足，比如硫導電性低，充放電過程中多硫化鈉的“穿梭效應”、大的體積效應及緩慢電極動力學反應等。有鑒于此，華南理工大學研究團隊設計出了一種新型的碳化鉬複合材料，即將α-MoC1-x納米顆粒均勻負載在三維貫通的蜂窩狀中空碳球上（MoC@NHC），幷將其作爲鈉硫電池的硫載體材料，而能極大提高該電池的電化學性能。

碳化鉬粉是碳進入過渡金屬的晶格形成的一族具有金屬性質的間充型化合物，具有較高的熔點和硬度，良好的催化性能、熱穩定性、機械穩定性和抗腐蝕性等特點。在催化特性方面，MoC粉在許多方面與鉑族貴金屬相似，特別是其加氫活性上與Pt、Pd等貴金屬相當，有望成爲貴金屬的替代物。此外，MoC粉還被發現有類似貴金屬的電子結構和催化特性以及擁有好的電容特徵和充放電行爲，是一種很有應用前景的催化新材料。

比如，MoC@NHC材料可以作爲鈉硫電池的高效正極電催化劑，具體優勢如下：中空碳結構具有較大的空隙空間，有利于對多硫化鈉的物理吸附和緩衝充放電過程中體積的膨脹；由PMA@ZIF-8（磷鉬酸和沸石咪唑酯骨架結構材料）衍生的氮摻雜的碳殼可以有效提高電極的電導率和吸附多硫化物；α-MoC1-x納米顆粒能在增强吸附多硫化鈉能力的同時，對多硫化鈉的氧化還原過程表現出優异的電化學催化活性。

MoC@NHC材料的製備：以羧基化的聚苯乙烯（PS）爲模板，ZIF-8爲主體框架材料，磷鉬酸（ PMA）爲客體功能分子，製成核殼結構的PS/PMA@ZIF-8前驅體，前驅體再經過高溫熱解合成即可獲得所需要的材料。

該研究成果以“A highly-efficient electrocatalyst for room temperature sodium-sulfur batteries: assembled nitrogen-doped hollow porous carbon spheres decorated with ultrafine α-MoC1-x nanoparticles”爲題發表在國際期刊Energy Storage Materials上。

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