高性能锂硫（Li-S）电池迫切需要精确调控晶体材料的表面结构以提高其对多硫化锂的催化活性。

基于此，哈尔滨工业大学张乃庆教授和范立双副教授（共同通讯作者）等人报道了了一种锚定在还原氧化石墨烯上的高指数多面氧化铁（Fe₂O₃）纳米晶体作为高效的双功能电催化剂，以有效提高了Li-S电池的电化学性能。

鉴于低成本和无毒，在还原氧化石墨烯（Fe₂O₃-G）上制备了具有不同晶面的Fe₂O₃纳米晶体，以研究晶面效应。通过密度泛函理论（DFT）计算和实验结果表明，以高指数{1238}和{1344}面为界的凹形Fe₂O₃纳米立方体（C-Fe₂O₃）具有丰富不饱和配位Fe位点，不仅对多硫化物具有很强的吸附能力，而且对多硫化物的穿梭具有更强的催化活性。

作为活性中心的高指数面C-Fe₂O₃上丰富的不饱和配位Fe位点促进了LiPSs的化学吸附，加速了多硫化物的转化，特别是增强了Li₂S的分解动力学，显着提高了Li-S电池的倍率性能和循环稳定性。

通过实验测试发现，具有该电催化剂的Li-S电池在0.1 C下表现出1521 mAh g^-1的高初始容量和优异的循环性能，在2 C下的1600次循环中每次循环的容量衰减仅为0.025%。

即使在9.41 mg cm^-2的高硫负载下，在85次循环后仍保持7.61 mAh cm^-2的显着面积容量。该工作提供了一种通过晶面工程提高纳米晶体催化活性的新策略，加深了对Li-S化学中催化剂晶面依赖性活性的理解，为先进硫电极的设计提供了新的视角。

High-Index Faceted Nanocrystals as Highly Efficient Bifunctional Electrocatalysts for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries. Nano-Micro Letters, 2021, DOI: 10.1007/s40820-021-00769-2.

https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-021-00769-2.