孙世刚院士领衔！重庆大学张斌伟/曹柳悦&安徽大学程宁燕Angew丨串联催化突破钠硫电池硫转化瓶颈！

背景：室温钠硫电池具有高理论能量密度和低成本优势，但实际性能受限于硫氧化还原反应动力学迟缓，尤其是后期Na₂S₄→Na₂S₂→Na₂S的固固转化过程，存在大极化、活性硫利用不足和容量快速衰减等问题。研究目的：针对后期硫转化瓶颈，提出一种分步靶向串联催化策略，将原子分散的Fe-N₄位点与极性ZrO₂纳米域整合到导电碳骨架中，构建Fe-N₄/ZrO₂电子耦合界面，以精准调控决定速率的硫转化级联反应。结论：理论和实验结果表明，Fe-N₄位点优先降低Na₂S₄→Na₂S₂转化能垒，而ZrO₂热力学驱动Na₂S₂→Na₂S固固转化，二者协同形成连续活化路径，克服了后期硫转化动力学瓶颈。优化后的S@ZrO₂Fe-NC正极表现出1408 mAh g⁻¹初始容量，在5 A g⁻¹下可稳定循环10000圈，并在−20°C下稳健运行。该工作确立了串联催化作为精准调控多步硫转化反应的有效设计范式。