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Accès ouvert déclaré 2026 article

Designing and mapping cascade catalysis pathway for balanced polysulfide conversion in Li-S batteries

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Rattachement africain : us, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Lithium–sulfur batteries are fundamentally constrained by the sluggish 16-electron sulfur reduction reaction. Electrocatalytic sulfur reduction reaction is inherently complex, involving multiple lithium polysulfide intermediates (Li 2 S n , n = 2–8), each with distinct adsorption and activation requirements, leading to unbalanced polysulfide conversion and severe shuttle effect. Although cascade catalysis has been proposed as a potential solution, the precise pathway and its mechanistic role in regulating polysulfide conversion remain elusive. Here we elucidate and experimentally validate the complete cascade pathway of sulfur reduction on Fe,N,S-codoped holey graphene as a model catalyst. Density functional theory reveals that Fe sites preferentially bind and activate long-chain polysulfides, while N,S-C sites accelerate the conversion of Li 2 S 4 to Li 2 S 2 /Li 2 S. Such site-specific synergy balances sulfur reduction kinetics and suppresses polysulfide accumulation. Combined kinetic analysis and operando Raman spectroscopy directly reveal how synergistic cascade catalysis governs the reaction pathway, modulates key intermediates, and enables balanced polysulfide conversion. Together, these results establish cascade catalysis as a mechanism-driven design strategy for lithium–sulfur battery electrodes, where regulation of the reaction pathway suppresses polysulfide shuttling and enables enhanced cycling stability.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Designing and mapping cascade catalysis pathway for balanced polysulfide conversion in Li-S batteries
Date Crossref
01/07/2026
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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