北化工刘家琴/中科大余彦/合工大吴玉程AM：空位工程赋能氧化铈实现4f轨道驱动的双向催化，开辟构建高性能锂硫电池新路径

本研究针对锂硫电池中硫物种转化动力学迟滞和穿梭效应问题，提出通过氧空位工程调控氧化铈的4f轨道电子结构，构建具有双向催化功能的稀土基电催化剂。研究背景指出锂硫电池作为下一代储能技术面临正极反应动力学不足的瓶颈。研究目的旨在通过原子级氧空位设计，实现Ce3+/Ce4+动态变价与4f轨道电子协同作用，提升多硫化物转化效率。实验结果表明，该催化体系显著增强了锂离子传输能力，降低反应能垒，使电池在1000次循环后仍保持743.2 mAh g-1容量，软包电池能量密度达315.2 Wh kg-1。结论证实氧空位诱导的轨道杂化机制建立了"缺陷态-4f电子态-催化活性"构效关系，为高性能锂硫电池开发提供了新范式。