北京化工大学耿建新教授、上海大学石国升研究员联合报道通过卟啉与石墨烯连接的钴单原子催化剂(SAC)的聚集体可以克服与催化剂/反应物尺寸不匹配相关的挑战。原子分辨率TEM和XPS光谱测量表明SAC聚集体中存在的Co原子作为单个原子存在,其空间分辨尺寸与硫正极中发现的硫物种相称,因此完全可以实现100%原子电催化的利用效率。DFT计算表明,Co SAC 聚集体可以以协同方式与硫相互作用,从而增强电催化效果并提高硫正极的性能。例如,由Co SAC聚集体制备的Li-S电池表现出出色的容量保持率(即0.5 C下600次循环后505 mAh g-1)和出色的倍率性能(即6 C下648 mAh g-1)。在11.8 mg cm-2的高硫负载量下实现了12.52 mA h cm-2的超高面积比容量。该论文以题为“Single-Atom Catalyst Aggregates: Size-Matching is Critical to Electrocatalytic Performance in Sulfur Cathodes发表在Advanced Science上。