微晶二氧化硅催化Na2S2向Na2S转化助力高性能室温钠硫电池

本研究针对室温钠硫电池（RT-Na/S）中生物质碳载体表面活性低、催化位点不足的问题，通过原位生长微晶SiO2构建C/M-SiO2@S正极，实现了1021 mAh g−1的高容量保持（5 A g−1下5000次循环），显著加速Na2S2到Na2S的转化动力学，为生物质碳催化结构设计提供新策略。

生物质衍生碳材料虽被广泛用作室温钠硫电池（RT-Na/S）的正极载体，但其表面活性有限且催化位点稀缺，严重制约了电池在高电流密度下的长期循环稳定性。为此，研究人员创新性地利用生物质前驱体固有的天然硅酸盐成分，在碳基底上原位合成了大尺寸微晶与非晶混合结构的二氧化硅（SiO₂）。所设计的C/M-SiO₂@S正极表现出卓越的电化学性能：在5 A g⁻¹的高电流密度下循环5000次后，仍能保持1021 mAh g⁻¹的比容量。微观分析表明，微晶SiO₂具有显著的催化活性，能有效促进多硫化钠中间体（Na₂S₂）向最终产物硫化钠（Na₂S）的转化动力学，同时缩短钠离子扩散路径。该研究为生物质碳载体中催化结构的精准设计提供了重要理论依据与技术路径。