由于可充电的Na-S电池具有相当高的能量密度、丰富的元素和较低的成本，因此其发展前景非常广阔，但其发展仍面临S物质氧化还原动力学缓慢、多硫化物穿梭效应以及Na枝晶生长等问题的严重阻碍。根据理论指导的预测，稀土金属钇(Y)-N₄单元已被筛选为多硫化物的化学亲和力及其电催化转化以及可逆的均匀Na沉积的有利Janus位点。

鉴于此，清华大学李亚栋院士，王定胜教授，中科院福建物构所温珍海研究员专注于电极工程的发展，利用密度泛函理论（DFT）计算和电化学研究来开发高性能Na-S全电池。

文章要点

1）理论计算预测，YN₄/C可以降低Na₂S分解势垒，并对多硫化物（Na₂S₆）展现出强吸收能，以及提供有效的亲Na位点促进均匀Na成核。

2）研究人员设计并合成了一种掺入N掺杂碳多面体中的Y单原子（Y SAs/NC），以构建Y SAs/NC-S||Y SAs/NC-Na全电池，其表现出高容量、优异的倍率性能和循环耐久性（在5 A g^-1下1000次循环后的容量保持率为97.5%）。

3）全面的机理研究进一步表明，Y单原子位点可以电催化从S₈到最终产物Na₂S的还原反应，具有加速的反应动力学，并有效地减轻“穿梭效应”,以及在镀钠/剥离过程中在高电流密度下表现出稳定的循环性能。

4）研究人员进一步制造了柔性Na-S软包电池（6 cm × 6 cm )，其表现出稳定的循环性能，突出了Y-SAs/NC在Na-S电池中的应用潜力。因此，这项工作将提供一个实用的策略，通过使用SACs精确地操纵Na和S电化学来制造高性能Na-S全电池。

参考文献

Erhuan Zhang, et al, Single-Atom Yttrium Engineering Janus Electrode for Rechargeable Na−S Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c07655

https://doi.org/10.1021/jacs.2c07655