钠硫（Na-S）电池因其较高的能量容量和较低的成本而备受关注，但多硫化物的溶解仍严重影响其循环寿命，进而限制了其实际应用。
近日，香港城市大学Andrey L. Rogach，Denis Y. W. Yu报道了一种稳定的硫载体，它基于源于双金属Cu-Zn金属-有机骨架（MOF）的N,O共掺杂碳复合材料，保证了高的硫负载量（67 wt%）。最重要的是，该复合材料还包括了单原子Cu催化剂（Cu SA），Cu负载量高达8.03 wt%。
文章要点
1）固体核磁共振、同步辐射X射线吸收光谱和单晶X射线衍射分析表明，所制备的复合材料中Cu原子分别与两个N原子和两个O原子配位。这些Cu位点可以削弱S8环结构中的S-S键，从而能够在更大的孔隙中催化形成短链硫分子。此外，Cu原子还促进了短链硫与Na2S之间的转化。
2）实验结果表明，将合成的含Cu原子催化剂的载硫碳骨架作为Na-S电池正极材料，在0.1 A g-1循环100次后，具有容量为776 mAh g-1的高容量，高硫利用率（1158 mAh gS-1），以及在5 A g-1循环下具有483 mAh g-1（720 mAh gS-1）的优异倍率性能。
参考文献
Fengping Xiao, et al, Generating Short-Chain Sulfur Suitable for Efficient Sodium–Sulfur Batteries via Atomic Copper Sites on a N,O-Codoped Carbon Composite, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202100989
https://doi.org/10.1002/aenm.202100989
