中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（SHMFF）是国家“十一五”重大科技基础设施，由中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学共建，各项任务依托强磁场科学中心开展。装置于2017年通过国家验收，验收专家组一致认为，SHMFF“磁体技术和综合性能达到国际领先水平... 更多简介 +
近日，中国科学院合肥物质院强磁场科学中心王辉研究员、郑方才研究员在前期通过轴向氮（N）配体调控主族s区钙（Ca）单原子局域电子结构的基础（Nat. Commun., 2025, 16, 4372）上，进一步提出构建非对称结构调控主族p区单原子的局域电子结构的策略，提升了钠硫电池的反应性能。相关研究成果发表以Asymmetrically coordinated p-block aluminum single-atom sites for stable Na−S batteries为题，发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。
研究团队通过在平面Al−O4配位结构中引入一个N配体，精准构建了非对称Al−O3N−C单原子结构。N配体的引入打破了配位对称性并诱导电子局域化，导致Al 2p结合能蓝移0.12 eV，增强了Al单原子与多硫化钠之间的p-p轨道杂化相互作用，揭示了Al单原子对多硫化钠的吸附−催化增强机制。基于该催化剂的钠硫电池展现出优异的电化学性能：在0.1 C的电流密度下循环100次后，电池容量仍保持1196 mAh g−1，并表现出优异的循环稳定性。
该研究拓展了p区主族单原子催化剂在钠硫电池领域的应用，深化了对主族单原子催化剂催化钠硫电池反应机制的认知，为高活性主族金属单原子催化剂的合理设计提供了理论指导和实验依据。
强磁场科学中心王辉研究员、郑方才研究员与安徽大学王长来副教授、李志强博士为论文共同通讯作者。强磁场科学中心为第一通讯作者单位。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、安徽省自然科学基金项目、合肥物质院院长基金拔尖培育计划、中国科学院合肥科学中心协同创新项目、强磁场安徽省实验室等项目的支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.9140872
图1. Al单原子催化剂的合成示意图、结构表征及Al单原子与多硫化钠之间的p-p轨道杂化相互作用示意图。
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