轴向配体Ca单原子催化剂

主族单原子也能高效催化硫转化

轴向N配体调控Ca单原子位点的电荷分布，大幅增强对多硫化钠的亲和力与转化动力学，使主族s-block金属单原子催化剂在钠硫电池中展现出比肩d-block催化剂的活性。

郑方才 · Zhang, Yuhang · Li Zhiqiang · Yao, Ge · Wei, Lingzhi · 王长来 · 陈乾旺 · 王慧

Nature Communications 2025

具体参数

比容量

{'zh': '1211', 'en': '1211'} mAh g-1

技术优势

主族金属也能催化

轴向N配体诱导电荷局域化，增强Ca中心与硫物种的p-p轨道杂化，从而提升对多硫化钠的亲和力和转化动力学。

容量媲美过渡金属

在1.0 mg cm⁻²硫载量下，100次循环后比容量达1211 mAh g⁻¹，处于d-block单原子催化剂中的领先水平。

应用场景

• 钠硫电池正极：该催化剂作为硫正极宿主，提升多硫化钠转化动力学。
• 高效储能器件：高比容量使钠硫电池在固定储能中更具竞争力。
• 非贵金属催化：用廉价主族Ca替代贵金属催化剂，降低成本。