锂硫电池以硫转换反应为核心，具有高能量密度和成本优势，是下一代储能技术颇有潜力的候选者之一。但在实际运行过程中，硫转换反应的动力学通常较为缓慢，限制了电池的实际性能。单原子催化剂尤其是新兴的高熵单原子催化剂能够提升硫转换反应动力学，但其背后的化学机制尚未明晰，常被简单归结为协同或熵增效应。这阻碍了单原子催化剂的设计与性能优化。
中国科学院金属研究所科研人员在前期研发高效锂硫电池催化剂的基础上，采用第一性原理计算与实验方法，揭开了这一“黑箱”，在单原子催化剂研究方面取得进展。研究发现，中心金属原子间的长程相互作用是影响催化性能的关键。基于此，研究实现了对高熵单原子催化剂元素种类和占比的精准定位，促进了硫转换反应，提升了锂硫电池性能。
研究发现并验证了不同中心金属原子间存在非键合作用的长程相互作用，且作用范围在亚纳米距离内。这种长程相互作用影响中心金属原子的d电子占据状态，导致非典型价态。熵的增加进一步促进了中心金属原子中d电子和基底碳原子中π电子的重排。研究在第四周期过渡金属中筛选出5个潜在的高性能中心金属原子即Mn、Fe、Co、Ni、Cu。基于此设计的这一高熵单原子催化剂，可调节硫化物的吸附和转化反应动力学，并提高被吸附硫化锂的电子导电性。研究组装的锂硫电池在10 C的高倍率下具有800 mAh g-1的初始容量，并可稳定循环200圈以上。
这一研究为单原子催化剂的进一步发展提供了理论支撑，并有望推动高比能锂电池技术的创新研究。
相关研究成果被遴选为封面文章和编辑推荐文章，发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和博士后创新人才支持计划等的支持。
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高熵单原子催化剂种长程相互作用示意图
薛定谔提出生命以负熵为生。普里高津提出耗散结构理论，进一步阐释了能量在有序结构演化中的作用。生物组装体展现出这种能量耗散的特性。当前，科学家借助化学手段，构建了多种耗散组装体系，获得了瞬态结构和性质。而 “黄金考点”“解题模板”等传统“干货”，为何无法激发学生们的学习热情？曾经参与过中考命题的教师李铭（化名）在广东省珠海市第八中学（以下简称“珠海八中”）任教时，遇到了教学生涯新挑战。 11月14日，第九届安徽省智慧家设计集成职业技能竞赛信息通信网络终端维修员赛项在芜湖市繁昌区芜湖机械工程学校开赛，来自安徽省各地近20名职教学生参加了学生组比赛。近年来，安徽省高度重视职业 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯（记者 林焕新）学前教育法就从业禁止明确规定，受到社会关注。在今天教育部召开的新闻发布会上，中国法学会行政法学研究会副会长、黑龙江大学校长王敬波对 教育部办公厅关于公布2024年通过普通高等学校师范类专业认证及认证中期审核专业名单的通知教师厅函〔2024〕20号各省、自治区、直辖市教育厅（教委），新疆生产建设兵团教育局，部属有关高等学校：根据 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 徐德明 通讯员 孙敬 纪宏宇）记者近日从天津市滨海新区教育体育局获悉，天津滨海职业学院代表队在2024年世界职业院校技能大赛总决赛争夺赛“建设工程数字化计 。本文链接：锂硫电池用单原子催化剂研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-921-0.html
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