锂硫（Li-S）电池因其高能量密度和低成本而被视为最有前景的储能系统之一。然而，严重的多硫化物（LiPS）穿梭和缓慢的反应动力学问题阻碍了其发展。尽管单原子催化剂（SACs）已成为加速硫氧化还原反应的有效手段，但单原子负载量一般、原子利用率较低、催化途径难以捉摸等问题仍然富有挑战性。为了解决这些问题，本文利用硅藻土模板法，成功地在三维C₃N₄分层结构上构建了高负载量（~6.32 wt%）的不饱和Fe单原子（3DFeSA-CN）。通过电-动力学分析和理论计算发现，3DFeSA-CN利用强大的电催化活性来促进双向硫氧化还原。因此，S@3DFeSA-CN可以保持持久稳定的循环性能，在1.0 C下循环2000圈时，每圈的容量衰减率仅为0.031%。更令人鼓舞的是，硫负载量为5.75 mg cm^-2的Li-S电池可以高达6.18 mAh cm^-2的面容量。该研究工作为优化SACs的碳质载体和配位环境提供了一种有前景的解决方案，从而最终提升实用Li-S电池的双向硫氧化还原。基于此，18新利体育 能源学院的孙靖宇教授课题组在Advanced Materials期刊上发表题为“Enhanced Dual-Directional Sulfur Redox via Biotemplated Single-Atomic Fe-N₂ Mediator Promises Durable Li-S Batteries”的研究论文。18新利体育 硕士研究生丁一凡为第一作者；孙靖宇教授为通讯作者。

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