Angew：双向串联电催化调控硫形态形成途径用于大容量、稳定的Na-S电池

由于多硫化物氧化还原反应动力学缓慢，硫的形态不可控，导致了严重的穿梭效应和与硫正极相关的高活化势垒。

近日，安徽大学Ke Lu，哈工大Songtao Lu，北伊利诺伊大学Yingwen Cheng提出了一种具有核-壳结构的双功能催化硫载体，从根本上加速了硫的氧化还原，并改善了硫形态形成的电化学途径的可逆性。

研究人员首先将元素硫浸渍在多孔纳米Fe₂O₃纳米盒的纳米通道中，然后用界面Fe(CN)₆^4-掺杂的聚吡咯极性膜包裹。

掺杂的聚合物鞘为硫氧化还原提供了一个有趣的限制环境，而金属氧化物中心和铁氧化还原介体分别催化了长链到短链中间体和Na₂S₄到Na₂S的完全转化。更重要的是，协同的双催化中心还显著降低了电池充电过程中Na₂S再氧化的活化势垒。

经过精心设计的物理约束和可控的化学隔离，得到了高性能的硫正极，其可逆放电容量达到1122 mAh g^-1,500次循环后的高容量保持率达到75%。进一步，研究人员利用Operando光谱分析阐明了Na-S电池的电化学工作和降解机理。

 

参考文献

Hong Zhang, et al, Bidirectional Tandem Electrocatalysis Manipulated Sulfur Speciation Pathway for High-Capacity and Stable Na-S Battery, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202217009

DOI: 10.1002/anie.202217009

https://doi.org/10.1002/anie.202217009