安大Angew：基于双功能催化硫主体的高容量Na-S电池

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安大Angew：基于双功能催化硫主体的高容量Na-S电池
缓慢的多硫化物氧化还原动力学和不可控的硫物种形成途径，导致了与硫正极相关的严重穿梭效应和高活化势垒。
安徽大学鹿可等提出了一种具有核-壳结构的双功能催化硫主体，以从根本上加速硫的氧化还原并改善硫物种电化学形成的可逆性。
安大Angew：基于双功能催化硫主体的高容量Na-S电池
图1 材料制备及表征
具体而言，元素硫首先浸渍在多孔Fe2O3纳米盒的纳米通道中，然后被界面Fe(CN)64-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有效的限制环境，而金属氧化物中心和铁氧化还原介体分别催化长链到短链中间体和Na2S4到Na2S的完全转化。
安大Angew：基于双功能催化硫主体的高容量Na-S电池
图2 动力学研究
更重要的是，协同双催化中心还显著降低了电池充电期间Na2S再氧化的活化屏障。结果，精心设计的物理限制和可控的化学隔离导致高性能硫正极具有1122mAh g-1的高可逆放电容量，并且在500次循环后能够保持75%的高容量。
作为原型演示，作者还制备了5×5 cm2的Na-S软包电池，其可逆容量为696 mAh g-1，库仑效率为99.2%，可循环30次。总之，双向受限串联催化为实用Na-S电池提供了硫氧化还原电化学的操纵。
安大Angew：基于双功能催化硫主体的高容量Na-S电池
图3 Na-S电池性能
Bidirectional Tandem Electrocatalysis Manipulated Sulfur Speciation Pathway for High-Capacity and Stable Na-S Battery. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202217009

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