fr.wedoany.com Rapport : L'équipe du professeur Xi Kai de l'Université Xi'an Jiaotong, en Chine, a développé un nouveau catalyseur d'interface à ancrage électronique, accélérant considérablement l'efficacité de la conversion solide-solide des batteries lithium-soufre dans des conditions d'électrolyte pauvre. La batterie souple de 3,6 Ah assemblée atteint une densité énergétique de 418,6 Wh·kg⁻¹.
Les batteries lithium-soufre sont considérées comme un candidat important pour la prochaine génération de technologies de stockage d'énergie en raison de leur haute densité énergétique théorique, de leur faible coût et de leur respect de l'environnement. Cependant, dans des conditions d'électrolyte pauvre, essentielles pour l'industrialisation à haute densité énergétique, la cinétique de la réaction de réduction du soufre est particulièrement lente. Notamment, l'étape de conversion solide-solide du LiS en Li₂S présente une barrière énergétique élevée et un retard de réaction, ce qui entraîne facilement l'accumulation de polysulfures, le blocage des sites actifs, une faible utilisation du soufre et une dégradation de la stabilité cyclique, limitant ainsi les applications à grande échelle.
Pour résoudre ce problème, l'équipe du professeur Xi Kai du Collège de chimie de l'Université Xi'an Jiaotong a proposé une stratégie d'ingénierie d'interface à ancrage électronique, construisant avec précision un nouveau système catalytique combinant un ordre à longue portée et un désordre local. Grâce à la modification par nanodomaines amorphes et au contrôle fin de la structure électronique locale, l'équipe a construit des sites actifs à gradient ordonné et développé le catalyseur d'interface à ancrage électronique a-FeOOH@Fe/AlOx (EPIC). Ce catalyseur réalise une synergie catalytique grâce à des interactions électroniques à plusieurs niveaux. Sa structure unique forme des voies de conduction efficaces et des propriétés de donneur d'électrons à gradient, réussissant à découpler le processus de réduction du soufre et accélérant considérablement l'efficacité de la conversion solide-solide dans des conditions d'électrolyte pauvre.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue du domaine des matériaux Advanced Materials, sous le titre « Accélération de la cinétique de conversion solide-solide par ingénierie d'interface à ancrage électronique pour la construction de batteries lithium-soufre à haute densité énergétique ». Le professeur assistant Jin Li, les doctorants Jin Zhengqian et Deng Teng sont les premiers co-auteurs, le professeur Xi Kai est l'auteur correspondant, et l'Université Xi'an Jiaotong est la seule unité de correspondance de l'article. Ce travail a bénéficié des conseils du professeur R. Vasant Kumar de l'Université de Cambridge, du professeur Peng Luming de l'Université de Nanjing, du professeur Pang Quanquan de l'Université de Pékin, du professeur Fu Yongzhu de l'Université de Zhengzhou, et a été soutenu par des projets tels que le programme de recherche majeur « Au-delà des systèmes de batteries traditionnels » de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le projet général de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le projet jeunesse de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le projet de bourse postdoctorale de Chine, le projet jeunesse de la province du Shaanxi, et le programme de talents innovants Qinchuangyuan de la province du Shaanxi.
