💡这项突破是什么?
这项工作创建了一种可控制煤基功能碳材料的新方法，合成的功能碳材料用作Na-S电池碳硫复合正极，展现出独特的化学和空间双限域的储钠功能和机制。综合运用谱学技术手段，揭示了掺杂N原子调节碳基体的电子和化学微环境的机制，发现S与碳原子共价键合、形成C-S/N-C=S键。在充放电过程中，S8大分子转化为S1-S2小分子，并被封闭在碳材料的孔隙中。合成的N/TPC-S正极呈现出良好的电化学性能，在1000次循环后依然有很高的容量保持率。UV-vis、XRD、XPS和光学电池观察结果表明，可溶性多硫化物和Na2S的形成均被有效抑制，这是N/TPC-S正极具有优异的循环稳定性之原因。理论计算表明，在放电过程中，钠离子不会使C-S键断裂，而是嵌入在N原子和S原子之间，形成一种稳定的配位结构（N···Na···S），这种独特的配位结构在充放电过程中阻止了Na2S的形成。本文提出的化学和空间双限域工程策略，是一种“锚定”活性S物种的有效方法，为解决Na-S电池和其他金属硫电池面临的共性瓶颈性难题提供了一个可资借鉴的新思路。
该论文的第一通讯单位为北京化工大学，第一作者是北京化工大学化学工程学院博士生张永，通讯作者是北京化工大学化工学院，化工资源有效利用国家重点实验室邱介山教授、杨琪教授和太原理工大学章日光教授。
