​ACS Nano：作为多硫化物氧化还原催化剂的高熵硫化物纳米颗粒

多硫化物穿梭会导致锂硫电池的容量损失，从而限制了其实际应用。催化复杂的氧化还原反应可抑制多硫化物的穿梭，但使催化剂开发成为可能的基础知识仍然有限，因此目前只开发了少量催化剂。

图1 材料表征

美国康奈尔大学Hèctor D. Abruña、宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak等在硫化物材料中加入Zn、Co和Cu以及其他元素（In、Ga）以平衡电荷，证明了Zn_0.30Co_0.31Cu_0.19In_0.13Ga_0.06S这种高熵硫化物材料的纳米颗粒可显著催化多硫化物的氧化还原反应，提高其转化速率，从而将多硫氧化还原穿梭的有害影响降至最低，进而改善锂硫电池的电化学。

图2 电化学性能对比

研究显示，当在锂硫正极复合材料中加入2%重量的高熵硫化物时，在中等充放电速率（0.2 C）和高充放电速率（1 C）下，电池的容量和库仑效率都得到了提高。此外，作者利用X射线光电子能谱对高熵硫化物纳米颗粒进行的表面分析，这为了解材料在循环过程中如何演变提供了重要信息。

总之，Zn_0.30Co_0.31Cu_0.19In_0.13Ga_0.06S纳米颗粒催化剂的性能优于金属硫化物，表明高熵”鸡尾酒效应”在开发先进电催化材料以提高锂硫电池性能方面可以发挥作用。

图3 通过XPS测量的电池循环过程中不同点的硫和金属中心的结合能

High Entropy Sulfide Nanoparticles as Lithium Polysulfide Redox Catalysts. ACS Nano 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c05869