近日,国际材料领域顶刊《EnergyStorage Materials》(Top期刊,中国科学院一区)在线发表了以我院青年教师易明杰教授为第一作者,莆田学院为第一单位,题为“Schottky-Type Oxygen Defect and Orbital Engineering of Bismuth Oxide for Boosting Sulfur Redox Kinetics”的研究论文。EnergyStorage Materials最新影响因子20.2,是材料科学领域科院一区顶刊,被广泛认为是材料领域内最具权威性的学术期刊之一,发表的研究涵盖了能源转换存储和材料科学,标志着我院在材料和能源领域取得了新突破!
论文简介:
近年来,锂硫电池中涉及多电子反应的复杂硫转化过程所引发的穿梭效应和动力学迟滞,已成为严重阻碍其活性物质利用率与循环寿命提升、制约商业化进程的核心科学问题。近日,莆田学院易明杰教授,清华大学杨洋博士,大连工业大学胡顺友和孙润仓教授联合地提出了一种肖特基型氧空位(S-Ovs)介导的轨道工程策略,用以精准调控p区氧化铋(Bi₂O₃)的电子结构,从而大幅提升锂硫电池的催化转化动力学。理论计算与原位表征共同揭示,该策略能有效降低Bi的p带中心(-3.7 eV),优化其对多硫化物的吸附强度,并显著降低液-固转化步骤的反应能垒。基于此材料构建的功能性隔膜,使得锂硫电池表现出卓越的综合性能:在1 C倍率下循环1000次,容量衰减率仅为0.032%/圈;即使在高硫负载(7.0 mg cm⁻²)和贫电解液条件下,仍能实现4.36 mAh cm⁻²的高面容量。该工作为通过缺陷工程调控p区金属轨道以设计高效催化剂提供了新范式。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104626