西南大学徐茂文教授，美国麻省理工学院Yuming Chen，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授（共同通讯作者）提出了一种基于N掺杂多层碳网络（NMCN）的高效Fe₃N催化剂，其能够在先进的Na-S电池中实现NaPSs的强吸附和快速解离。具有分级孔结构的NMCN可以容纳大量的硫活性物质，抑制体积膨胀，稳定循环过程。同时，研究表明，以前在Na-S电池的正极宿主中没有使用过氮化物。此外，制备的S@Fe₃N-NMCN正极可直接用作自支撑电极，无需任何粘合剂、导电添加剂和集流体，显著减少了组装电池的时间和成本。纳米纤维内的孔隙和层间的空隙都可以为硫负载提供足够的空间。Fe₃N通过Na-N 和Fe-S键对NaPSs显示出明显增强的亲和力，从而具有有效的NaPSs解离性能。受益于这些结构和组成优势，最终实现了85 wt.% (2.6 mg cm^-2)的高硫载量。更加重要的是，S@Fe₃N-NMCN正极在RT Na-S电池中提供令人满意的电化学性能，在167.5 mA g^-1的电流下循环实现了1165.9 mAh g^-1的高比容量，在16750 mA g^-1的电流下循环实现了658.4 mAh g^-1的比容量，以及在8375 mA g^-1的电流下循环2800次后几乎无容量衰减。这项工作中明确的分层正极结构设计证明了开发具有高质量载量和稳定动力学正极的有效性，且可以推广到其他电池系统。相关研究成果以“A Fe₃N/carbon composite electrocatalyst for effective polysulfides regulation in roomtemperature Na-S batteries”为题发表在Nature Commun.上。