高轉換能壘、受抑制的硫反應動力學以及遲緩的Li⁺傳輸阻礙了高能量密度鋰硫（Li-S）電池的廣泛發展。

圖1 催化劑的設計

揚州大學龐歡、王天奕、中科院蘇州納米所王健等通過在結構上引入相似價態的電子元素，提出了一種電子密度可調的異質結構催化劑，并將其命名為脫局域等電子異質結構催化劑，從而以更低的能耗構建雙向內置電場（BIEF），實現連續快速的多硫化物催化轉化。

作為范例，FeCo-LDH樣品在硫化時通過用等電子S原子（Iso-e S）取代O原子來模擬DIHC。在這種設計中，Iso-e S更傾向于通過電荷轉移取代FeCoO_xS_y DIHC中穩定的頂端O位點，從而誘導電子重新分布并構建脫局域質子密度。結果，在互連導電碳納米管（CNT）網絡的前提下，在三相界面上賦予Li⁺轉移的高速電子交換和快速催化能力。通過全面優化，這項工作獲得了系列FeCoO_xS_y/NC DIHC在 Li₂S_n吸附和Li₂S電位沉淀/溶解方面的出色催化能力。

圖2 對多硫化物的吸附及催化

因此，基于FeCoO_1.5S_1.0/NC-PP的電池可在0.1 A g^-1條件下實現1413 mAh g^-1的高初始比容量。此外，Li-S電池即使在2.3 V充電電壓下靜置超過410小時，在0.2 A g^-1條件下循環100次后仍可保持81.4 %的高容量保持率。更令人印象深刻的是，采用貧電解也的高負載正極在100次循環后的平均容量穩定在5.43 mAh cm^-2，這有力地證明了FeCoO_xS_y/NC DIHC在催化硫氧化還原方面的優越性。該研究的發現拓寬了短程等電子異質結的概念，有助于實現實用的高性能電池。

圖3 Li-S電池性能

Delocalized Isoelectronic Heterostructured FeCoOxSy Catalysts with Tunable Electron Density for Accelerated Sulfur Redox Kinetics in Li-S batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202311693