고엔트로피 도핑 철황화물 기반 고성능 SIB

철황화물은 높은 이론 용량과 안전성, 풍부한 자원으로 고에너지밀도 나트륨 이온 배터리(SIB)의 유망한 양극재로 주목받습니다. 그러나 낮은 전자 전도도, 느린 나트륨 이온 확산 속도, 급격한 용량 감소가 실제 적용을 제한하는 문제입니다. 본 연구에서는 확장 가능한 볼 밀링 공정을 통해 새로운 고엔트로피 도핑 전략을 개발했습니다. Ni, Mo, Cr, W, Si(양이온) 및 Se(음이온) 도펀트를 철 및 황과 함께 고용체로 형성하고, 동시에 팽창 흑연(EG)을 볼 밀링하여 고엔트로피 도핑된 FeS 성장을 위한 풍부한 활성 부위를 제공했습니다. 체계적인 실험과 이론 계산을 통해 고엔트로피 도핑이 전자 및 이온 전도도를 크게 향상시키고 폴리설파이드 흡착 능력을 강화함을 입증했습니다. 고엔트로피 양이온 및 음이온 도핑된 FeS/EG(HED-FeS1-xSex/EG)는 20 A g-1에서 511 mAh g-1의 방전 용량을 보였으며, 100 A g-1의 높은 전류 밀도에서도 222.3 mAh g-1의 가역 용량을 유지했습니다. 나트륨 하프셀에서 5 A g-1로 3000회(40일) 사이클 후에도 832 mAh g-1의 비 용량을 나타냈습니다. 이러한 결과는 차세대 SIB 개발에 중요한 기술적 통찰력을 제공합니다.