锂硫(Li-S)电池是“超越锂离子电池”储能领域中最有前途的竞争者之一，以支持不断发展的电力市场。然而，锂电池的实际应用仍然受到一些问题的阻碍，包括阴极多硫化物穿梭行为，缓慢的硫氧化还原动力学，以及在电池运行过程中容量变化。多硫化物的滞留和催化是目前解决锂硫电池技术难题的最重要因素之一。

有鉴于此，滑铁卢大学陈忠伟院士等人，利用钽特有的电子结构，探索了在微孔碳基体中嵌入含氧空穴的非晶态氧化钽作为Li-S体系电催化剂的应用。

本文要点

1）提出了一种“瓶中船”策略，为Li-S电池开发了一种新的基于钽的电催化剂来解决上述挑战。“瓶中船”纳米电催化剂结构具有高效结晶度调节和可控氧缺陷，使其对硫氧化还原反应具有良好的催化活性和稳定性。

2）通过孔收缩机制，将氧化钽的尺寸控制为纳米级，并具有丰富的多硫化物保留位和催化活性位点。在实际相关的硫载量和电解质含量下大大提高了Li-S电池的性能，实现了高循环和倍率性能。

总之，将钽作为Li-S电池的一种新型催化剂材料，将会激发人们根据过渡金属的电子结构对特定过渡金属的具体选择进行更多的研究。同时，“瓶中船”策略对能量转换和存储系统的结构设计提供了一种新的思路。

参考文献：

Zhen Zhang et al. Tantalum-Based Electrocatalyst for Polysulfide Catalysis and Retention for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries. Matter, 2020.

DOI: 10.1016/j.matt.2020.06.002

https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.06.002