# HFIPS: азот вместо кислорода в одноатомном алюминиевом катализаторе снижает уход полисульфидов

- Опубликовано: 2026-11-05 15:30 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Батареи
- Теги: натрий-серные батареи, одноатомный катализатор, одиночные атомы алюминия, полисульфиды натрия, асимметричная координация, p-металлы, Хэфэйский институт физических наук, серный катод, циклы заряда и разряда
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-54c3448f029c83437e5532f6_hfips_azot_vmesto/

**Китайские исследователи заменили один из четырёх атомов кислорода у одиночных атомов алюминия на азот; лабораторные натрий-серные батареи сохраняли стабильность тысячи циклов.**

![HFIPS: nitrogen substitution in aluminum single-atom catalyst slows polysulfide loss in Na–S batteries](https://sgzwpqqelzmajkcubgkl.supabase.co/storage/v1/object/public/rt-media/2026/11/0b9fbbff80760389.webp)
*scinexx*

Исследовательская группа под руководством проф. WANG Hui совместно с проф. ZHENG Fangcai из Лаборатории сильных магнитных полей Хэфэйского института физических наук (HFIPS) Китайской академии наук разработала способ улучшить работу натрий-серных батарей за счёт изменения атомной структуры катализатора, сообщает english.hf.cas.cn [1]. Работа опубликована в журнале Angewandte Chemie. Исследование выполнено на лабораторных батареях с модифицированным серным катодом.

## Одноатомные катализаторы из металлов главных групп

Одноатомные катализаторы из металлов главных групп привлекательны для натрий-серных батарей, потому что они относительно недороги и малотоксичны [1]. Однако их каталитическая активность остаётся ограниченной. Взаимодействие атомов p-металлов с полисульфидами натрия, образующимися при работе батареи, пока изучено не до конца [1].

Полисульфиды натрия — промежуточные соединения. Они могут уходить из серного катода, из-за чего электрод теряет реакционноспособный материал, а превращение серы затрудняется. Катализатор должен удерживать эти промежуточные продукты и ускорять реакции.

## Азот на месте кислорода рядом с алюминием

Исследователи изменили атомную структуру вокруг отдельных атомов алюминия (Al). В исходной структуре каждый атом Al был окружён четырьмя атомами кислорода. Команда заменила один атом кислорода на азот, и вокруг каждого атома Al возникло асимметричное окружение из трёх атомов кислорода и одного атома азота [1].

Это изменило распределение электронов вокруг атомов Al и усилило их взаимодействие с полисульфидами натрия [1]. Авторы описывают перенос электронов при адсорбции Na2S6 и p–p-гибридизацию орбиталей между одиночными атомами Al и полисульфидами. В результате из катода уходило меньше полисульфидов, а реакции, протекающие при работе батареи, шли эффективнее [1].

Батареи также сохраняли стабильную работу в течение тысяч циклов заряда и разряда, что, по мнению авторов, говорит о хорошем потенциале для долговечных натрий-серных батарей [1].

По словам авторов, результаты показывают важность локального атомного окружения для каталитической активности одноатомных катализаторов. Они также открывают новые возможности для создания эффективных катализаторов на основе металлов главных групп [1]. Статья называется «Asymmetrically Coordinated p-Block Aluminum Single-Atom Sites for Stable Na─S Batteries».

## Источники

1. [english.hf.cas.cn](https://english.hf.cas.cn/nr/rn/202611/t20261102_1213013.html)
2. [scinexx](https://www.scinexx.de/news/energie/atomtausch-bremst-den-kapazitaetsverlust-von-natrium-schwefel-akkus)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-54c3448f029c83437e5532f6_hfips_azot_vmesto/