可充電的鋰硫(Li–S)電池由于理論能量密度高(2600 Wh kg–1)和成本低(硫≈0.25 $ kg–1)，被認為是下一代電子設備強有力的能源供應商。但由于中間多硫化鋰(LiPS, Li2Sn, 2 < n≤8)穿梭，多相硫氧化還原反應(SRR，固體S8–液體LiPSs–固體Li2S2/Li2S)緩慢，導致循環性低，商業化進展緩慢。而傳統鋰硫電池催化劑在解決涉及多步電子轉移和多相轉化的硫氧化還原反應方面仍然面臨巨大挑戰，尤其是在高硫負載和貧電解液條件下。

在此，受右旋糖酐鐵（INFeD）和抗壞血酸（VC）聯合作為治療貧血的補血藥啟發，我校楊植教授、蔡冬博士與楊碩博士聯合開發了一種高效的VC@INFeD硫正極催化劑，在多重H/Li鍵的協助下，溶劑化的多硫化鋰（LiPSs）在正極/電解質界面上可通過具有梯度吸附能力的羥基基團完成富集和脫溶化，隨后在INFeD鏈上完成轉移，進而在VC@INFeD級聯催化位點實現其徹底轉化。結果表明，INFeD主要促進長鏈LiPSs的轉化，VC加速短鏈LiPSs的轉化，兩者協同可以顯著降低每個硫氧化還原步驟的能量勢壘，并賦予鋰硫電池優異的電化學性能。即使在高硫含量（5.2 mg cm?1）和貧電解質（E/S，~7μL mg?1）條件下，也具有高硫利用率和良好的循環穩定性。

文章要點：

1. 在催化劑/電解質界面上合理設計氫鍵網絡，與鋰鍵協同作用，實現溶劑化LiPSs在催化劑表面的脫溶劑和富集，進一步激發后續催化過程。

2. 原位測試實驗表明，INFeD促進長鏈多硫化鋰的轉化，VC促進短鏈多硫化鋰的轉化，二者協同作用可以顯著降低每個硫氧化還原步驟的活化能。

3. VC@INFeD分子催化劑的合理設計為催化劑/電解液界面工程的創新提供了思路。

因此，本研究以“Desolvation Synergy of Multiple H/Li–bonds on Iron?Dextran?based Catalyst Stimulates Lithium?Sulfur Cascade Catalysis”為題發表在材料領域頂級期刊《Advanced Materials》。溫州大學作為第一通訊單位，2020級研究生李婷婷為第一作者，我?；瘜W與材料工程學院楊植教授、蔡冬博士和電氣與電子工程學院楊碩博士為共同通訊作者，我校聶華貴教授、葛勇杰博士、肖逵逵博士、周學梅博士、碩士生梁策、于爽同學以及首屆博士生東洋洋同學參與了這項工作。該工作得到國家自然科學基金、浙江省自然科學基金的部分資助。