Ferromagnetic Atomic <i>d</i>‐<i>p</i> Orbital Hybridization for Promoting Al‐S Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Rechargeable aluminum‐sulfur batteries (Al‐S) are emerging as a promising alternative energy storage system beyond lithium‐ion batteries due to their high energy density, abundant material resources, and economic efficiency. However, their practical application remains challenged by sluggish conversion kinetics, polysulfide shuttling, and low sulfur cathode utilization. While extensive studies have focused on enhancing polysulfide adsorption through catalytic strategies, the roles of electronic structure in dictating catalytic performance remain underexplored. Here, this work unveils the critical effect of unpaired electronic structure on the catalytic performance of single atom ferromagnetic transition metals through a systematic evaluation of three typical atomically dispersed ferromagnetic single atoms—Fe, Co, and Ni—supported on porous carbon (denoted as PC‐SAFAs). Comprehensive characterizations and density functional theory (DFT) calculations reveal that the PC‐SAFe catalysts, exhibiting the highest spin polarization arising from unpaired electrons, demonstrate the strongest interactions with polysulfide, thereby facilitating rapid and reversible polysulfide conversion reactions. Consequently, Al‐S batteries incorporating the optimized PC‐SAFe cathode achieve an impressive specific capacity of 508.8 mAh g−1 at 1.0 A g−1 after 500 cycles, along with much improved rate capability. This work provides a deeper understanding of the role of electronic structure in catalytic chemistry, and offers new insights for developing high‐performance Al‐S batteries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».