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動態(tài)調(diào)節(jié)S活性以實現(xiàn)高效穩(wěn)定的室溫鈉硫(RT/Na-S)電池至關(guān)重要。澳大利亞悉尼科技大學(xué)汪國秀等報道了使用硫化鈷作為電子儲庫來增強硫正極的活性，同時與鈷單原子結(jié)合作為雙端結(jié)合位點，以實現(xiàn)穩(wěn)定的硫轉(zhuǎn)化過程。

汪國秀等Angew：室溫鈉硫電池循環(huán)5000次容量保持80%！

圖1. 設(shè)計原理

由極性硫化鈷(CoS₂)和單原子Co(Co₁)修飾的二維 N摻雜碳基體(NC)在室溫鈉硫（RT-Na/S）電池中可作為多功能硫主體(S@Co₁-CoS₂/NC)，其中合理構(gòu)建的CoS₂電子儲庫能夠通過電子轉(zhuǎn)移的流線型氧化還原路徑將S直接還原為短鏈多硫化鈉(Na₂S₄ )。

同時，鈷單原子與電子庫協(xié)同作用，進一步強化流線型氧化還原路徑，固定原位形成的長鏈產(chǎn)物并催化其轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)高硫利用率和可持續(xù)的循環(huán)穩(wěn)定性。

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圖2. RT-Na/S電池性能

因此，通過這種設(shè)計，S@Co₁-CoS₂/NC正極能夠提供高可逆容量、出色的循環(huán)穩(wěn)定性和卓越的倍率性能。

研究顯示，所開發(fā)的硫正極在5 A g^-1下表現(xiàn)出443 mAh g^-1的優(yōu)異倍率性能，并在5 A g^-1下經(jīng)過5000次循環(huán)后仍具有80%的高循環(huán)容量保持率。這項工作將為在具有長循環(huán)性能RT-Na/S電池中設(shè)計高效的S正極開辟一條新途徑，以用于可再生能源存儲。

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圖3. 電化學(xué)過程研究

Streamline sulfur redox reactions to achieve efficient room-temperature sodium-sulfur batteries. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202200384

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