इस्पात-प्रकार उत्प्रेरक एक डुअल-धातु एकल-परमाणु प्रणाली द्वारा उच्च-दर और दीर्घकालिक Li–S बैटरियों के लिए एक अपशिष्ट बायोमास व्युत्पन्न मेज़बान में

एक पर्यावरण-हितैषी और सतत कार्बन-आधारित मेज़बान उच्च लोडिंग और Li–S बैटरियों की व्यवहार्यता प्राप्त करने के लिए सबसे प्रतिस्पर्धी रणनीतियों में से एक है। हालांकि, पॉलीसल्फाइड रूपांतरण प्रतिक्रिया की गतिशीलता अभी भी कार्बन मेज़बान में असमान या मोनोफंक्शनल उत्प्रेरक कॉन्फ़िगरेशन द्वारा सीमित है। इस कार्य में, हम उच्च-दर और दीर्घकालिक Li–S बैटरियों के लिए आसन्न डुअल-धातु एकल परमाणुओं द्वारा "रेले-प्रकार" सहयोग पर आधारित एक उत्प्रेरण मोड का प्रस्ताव करते हैं। एक त्यागी गई सेरिसिन कपड़े-व्युत्पन्न порोएन-डोप्ड कार्बन को एक सुसंगत आयोनोथर्मल विधि द्वारा उच्च-लोडिंग सल्फर (84 वेट %) मेज़बान के रूप में तैयार किया गया है, जो Fe/Co डुअल-धातु एकल परमाणुओं की एकसमान एंकरिंग को सक्षम करता है। यह बहुउद्देशीय मेज़बान विभिन्न रूपांतरण चरणों पर "रेले-प्रकार" एकल-परमाणु संशोधन प्रभावों द्वारा योगदान दिए गए श्रेष्ठ लिथियोफिलिक–सल्फीफिलिक और इलेक्ट्रोकैटालिटिक क्षमताएं सक्षम करता है, जो "शटल प्रभाव" को दबाने, Li2Sx की नाभिकण और विघटन बाधाओं को कम करने, और पॉलीसल्फाइड रूपांतरण गतिशीलता को बढ़ाने की दिशा में है। संबंधित Li–S बैटरियाँ 1399.0 mA h g–1 की उच्च विशिष्ट क्षमता, 10 C तक की उच्च-दर प्रदर्शन, और 1000 चक्रों में उत्कृष्ट चक्रीय स्थिरता प्रदर्शित करती हैं। वे 8.5 mg cm–2 के उच्च सल्फर लोडिंग और पतले इलेक्ट्रोलाइट की स्थिति को भी सहन कर सकती हैं और 8.6 mA h cm–2 तक की एकरेआल क्षमता प्राप्त करती हैं। यह कार्य स्पष्ट रूप से अपशिष्ट बायोमास पुनः उपयोग की क्षमता को प्रदर्शित करता है जो व्यावहारिक Li–S बैटरियों के लिए एकल-परमाणु प्रणाली के डिज़ाइन के साथ जोड़ा गया है, जिसमें उच्च ऊर्जा घनत्व है।