폴리설파이드의 전자 상태 구속을 통한 고도로 안정적인 나트륨-황 배터리

황 음극에서 폴리설파이드를 구속하는 것은 금속-황 배터리의 "셔틀 효과"를 제거하는 데 중요하며, 이는 대규모 지속 가능한 에너지 저장을 위한 유망한 솔루션을 나타냅니다. 그러나 폴리설파이드의 구속에 대한 기초적인 탐구와 심층 이해는 제한적입니다. 따라서 고도로 안정적인 금속-황 배터리를 달성하는 것은 중요한 과제가 됩니다. 여기에서, 2D 금속-유기 프레임워크(2D MOF)를 기반으로 폴리설파이드의 효과적인 구속을 실현하기 위한 새로운 메커니즘이 제안됩니다. 인시투 싱크로트론 X선 회절, 전기화학적 측정 및 이론적 계산의 조합은 2D MOF의 Ni 중심의 동적 전자 상태가 방전/충전 과정에서 폴리설파이드와 MOF 간의 상호작용을 조절할 수 있게 하여, 폴리설파이드의 강한 흡착과 빠른 전환 속도를 초래함을 보여줍니다. 그 결과, 실온에서의 나트륨-황 배터리는 지금까지 보고된 것 중 가장 안정적인 배터리 중 하나로 나타났으며, 따라서 새로운 메커니즘이 고성능 금속-황 배터리 개발을 위한 유망한 경로를 열어 준다는 것을 보여줍니다.