基于p-d轨道杂化调控的单原子催化剂提升室温钠硫电池性能

本文介绍了悉尼科技大学汪国秀院士团队在室温钠硫电池（RT Na–S）领域的研究成果。研究背景指出，室温钠硫电池因钠资源丰富、成本低廉及硫材料高理论比容量等优点，被视为新一代储能系统的重要选择，但其发展面临硫正极反应动力学缓慢和多硫化钠中间体穿梭效应等问题。研究目的是通过设计Mn-N-C单原子催化剂，利用p-d轨道杂化机制提升电池性能。研究结果表明，Mn-N4位点具有理想的空反键轨道构型，显著促进了多硫化物的吸附与转化反应，使电池在0.1~10 A g-1下保持稳定放电平台，并在5000次循环后仍保持232 mAh g-1的容量。结论强调了Mn-N4位点在提升电池性能中的关键作用，为单原子催化剂设计提供了理论指导和实验范式。