近日，河南农业大学机电工程学院2023级农业工程专业硕士研究生赵志奇以第一作者身份在国际顶级期刊《Advanced Materials》在线发表题为“Solid–Liquid Synergy Enables a Trisulfur‐Radical‐Rich Microenvironment for Accelerated Li–S Conversion Kinetics”的研究论文。

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锂硫电池因具有高理论能量密度，被广泛认为是下一代高比能储能体系的重要发展方向。然而，受限于硫还原反应动力学迟滞、多硫化物穿梭效应以及放电产物引起的电极钝化等问题，其循环稳定性和倍率性能仍面临挑战。

针对这一关键难题，该文提出一种新型固-液协同策略，通过在催化剂表面构建富含三硫自由基的局部微环境，显著提升了锂硫电池的反应动力学，并优化了关键反应路径，为高能量密度锂硫电池的开发提供了全新思路。

研究还系统探究了放电产物沉积形态、测试了动力学相关参数、计算分析了相关机理机制。该工作不仅为锂硫电池的界面催化提供了新的自由基介导机制，更重要的是，它展示了如何通过催化剂缺陷工程与电解液溶剂化化学的协同设计，从根本上突破反应动力学的限制。

河南农业大学机电工程学院2023级农业工程专业硕士研究生赵志奇为本文第一作者，烟草学院张渤海老师为本文做了大量DFT计算分析方面的工作，为共同第一作者。河南农业大学青年拔尖人才吴俊锋教授、郑州大学周震教授和唐宾副研究员为共同通讯作者。