電化學儲能是實現“碳中和”世界的關鍵策略，鋰硫電池 2 S)本身的電導率低，鋰多硫化物(LiPS)溶解引起的穿梭效應，以及LiPS緩慢的轉化動力學。
硫主體是高性能鋰硫電池的重要組成部分，設計化學結構合理、可限制和轉化鋰多硫化物的主體是解決穿梭效應和低導電性的有效策略，比如通過構建具有空心結構和特定成分的硫宿主。中空結構在物理上可以將LiPS限制在有限的空間內，從而抑制了電極之間的穿梭。 硫/納米結構碳復合材料可顯著提高導電性和循環性能。金屬碳化物的吸附和催化轉化的協同作用抑制了LiPS的穿梭效應，保證了硫的高利用率。將空心納米結構與金屬碳化物合理集成是構建高性能鋰-硫電池硫主體的有效途徑。 有鑒于此， 武漢大學肖巍教授 在 Angew. Chem. Int. Ed. 上發表了最新的研究成果，他們設計了內外均接枝Fe3 C納米顆粒(Fe3 C@C@Fe3 C)的氮摻雜空心碳作為一種優良的硫宿主，促進LiPSs的吸附轉化過程。Fe3 C@C@Fe3 C是在600℃的NaCl-CaCl2 熔體中，用聚多巴胺(Fe2 O3 @PDA)包覆Fe2 O3 紡錘體的電化學還原法制備的。 PDA熱解生成氮摻雜碳殼和CO，CO的釋放與Fe2 O3 的電化學脫氧同步進行，生成Fe3 C納米顆粒。中空結構的Fe3 C@C@Fe3 C，兩端開口，氮摻雜碳和錨定Fe3 C納米粒子集電導率、穩定性和催化能力于一體，是Li-S電池的有效硫宿主。 中空的結構和開口的兩端可以有效地裝載硫和密封多硫化物。N摻雜碳殼增強了極性，增強了與LiPS的相互作用。錨定的Fe3 C顆粒是優良的LiPSs吸附劑，強烈錨定了LiPS，阻止穿梭效應，同時，它也是促進硫轉化反應動力學的有效催化劑。由于這些結構和組成上的優點，利用Fe3 C@C@Fe3 C為正極的鋰硫電池表現出高硫利用率、強的硫約束能力和快速硫轉換動力學，電池的性能大幅提升，能夠循環1000次。
肖巍，武漢大學化學與分子科學學院教授、博導，2017年獲國家優秀青年科學基金資助。 課題組以資源、環境與能源可持續技術為主線，以電化學技術為研究特色，通過系統深入研究電化學和功能材料的界面過程規律，為材料制備和資源利用的能量效率優化、增值化和技術市場化提供科學基礎。 累計發表SCI論文90余篇， SCI他引3000余次。 其中12篇次論文入選ESI索引，IF大于10的論文有5篇。 2014和2015連續入選英國皇家化學學會“Top1%高被引中國作者”榜單。 課題組目前擁有完備的化學、材料、冶金和環境的研究設備，經費充足，國際交流頻繁。 現面向海內外招收碩博研究生和博士后。 課題組網站：http://wxiao.whu.edu.cn/ Molten Salt Electrochemical Modulation of Iron-Carbon-Nitrogen for Lithium-Sulfur Batteries.? https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202111707?af=R
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