［本站讯］近日，化学与化工学院熊胜林教授团队受Accounts of Chemical Research（化学研究评述，影响因子16.4）杂志主编Christopher Chang教授邀请，发表了题为“Insights into the Optimization of Catalytic Active Sites in Lithium–Sulfur Batteries”的评述论文，并被选为该期期刊正封面（图1）。化学与化工学院熊胜林教授是论文的通讯作者，第一作者为化学与化工学院博士后王鹏。

基于该课题组前期的研究工作，研究人员从增加活性位点的数量（图2）、调节活性位点的微环境（图3）、实现活性位点的自清洁（图4）三个方面评述了催化材料的优化策略和作用机制。同时也指出了该研究领域存在的挑战和未来的研究方向，包括催化材料活性位点的原位演变模式和抗毒化能力。

图1. 《化学研究评述》正封面

锂硫电池如同一棵参天大树，其硫正极中催化材料的活性位点犹如绿叶，肩负着促进含硫物种转化的重任。通过有效科学手段对这些活性位点进行优化，就像精心修剪、施肥和浇灌树叶一样，可以显著提升其数量、本征催化活性及自清洁能力。通过这些手段可以增强催化材料的活性，提升“锂硫电池之树”的寿命和活力，使其在能源存储与转化领域不断焕发新的生命力。

图2. 增加活性位点的数量

图3. 优化活性位点微环境

图4.活性位点自清洁

锂硫电池（LSBs）以其高能量密度和成本效益等优势在能源存储领域具有显著潜力。然而，其广泛应用仍受到缓慢的反应动力学和多硫化锂（LiPSs）穿梭效应等挑战的制约。通过引入催化材料，可以实现LiPSs的有效吸附及其转化能垒的降低，从根本上解决上述问题。但是受到实际应用目标的驱动，对更高硫负载的需求加重了催化材料在使用过程中的负担。此外，由于催化材料对电化学容量贡献甚微，其加入不可避免地增加了非活性成分的质量，从而降低了LSBs的能量密度。基于这些问题，对催化材料活性位点的优化成为提升LSBs性能的关键途径，受到行业内的高度关注。

近年来，熊胜林教授课题组一直致力于在介观尺度下如何实现无机能源材料精准可控合成与组装的关键科学问题开展基础应用研究。在锂硫电池领域，通过以活性位点优化为导向的催化材料设计及改性策略，实现了锂硫催化化学的分子/原子水平认知和高性能锂硫电池体系的构筑，取得了系列的阶段性成果（Adv. Mater. 2024, 36(8), 2309324；Sci. Bull. 2024, on line, DOI: 10.1016/j.scib.2024.03.043; Adv. Mater. 2023, 35(32), 2303780；CCS Chem. 2023, 5(2), 397；Angew. Chem. 2022, 61(7), e202116048; Adv. Mater. 2022, 34(51), 2207689; Angew. Chem. 2021, 60(28), 15563）。《化学研究评述》是国际上最具权威性的三大化学化工综述性期刊之一，它具有鲜明的“自我综述”的特色，主要描述通讯作者团队自己的系统性研究工作，本次受邀在《化学研究评述》撰写综述论文，体现了团队在锂硫电池催化化学领域的研究已形成系统性和国际影响力。相关研究受到国家自然科学基金、山东省重大基础研究项目、山东省泰山学者工程、国家博士后科学基金、山东省博士后科学基金等项目的支持，以及山东大学结构成分与物性测量平台的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.accounts.4c00244