在鋰硫電池的催化反應中，缺陷通常被認為是高效和靈活的。 然而，缺陷濃度對催化的影響尚不清楚。
圖1 理論模擬
澳門大學邵懷宇，武漢科技大學Raven以不同缺陷水平的MOS2為模型，研究了缺陷濃度與吸附催化效能的定量關係。 具體而言，本工作通過密度泛函理論（DFT）和原位實驗研究了含硫空置MOS2的催化機理。
研究發現，隨著硫缺陷的增加，MOS2的電子結構和幾何形狀發生了顯著變化，對鋰硫電池催化反應的調控具有重要影響。
圖2 不同催化劑對LIPS的吸附和催化
只有達到最佳缺陷濃度才能實現Lipss吸附和解吸之間的平衡，從而加速氧化還原動力學和最佳電化學效能。 增加缺陷含量反過來會破壞材料的幾何形狀，使 LIPS 難以解吸並減慢轉化速度。 這項工作所揭示的趨勢拓寬了缺陷設計領域，並可應用於催化的其他領域及其他領域，為鋰硫電池的商業化提供了一種潛在的途徑。
圖3 基於不同催化劑的鋰硫電池效能
elucidating the volcanic-type catalytic beh**ior in lithium–sulfur batteries via defect engineering. acs nano 2023. doi: 10.1021/acsnano.3c05269
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