锂硫电池具有超高的实际能量密度，储藏丰厚的正极活性质料，代价昂贵等好处。但是，锂硫电池硫物种转化动力学迟滞， “穿越效应”严峻，活性物种不行逆丧失等一系列题目，招致电池容量衰减敏捷。此中，多硫化物复原反响是一个庞大的多电子转移历程，仅用复杂的吸附实际模子难以深化了解电催化剂对硫复原反响作用的内涵机制。

清华大学张强团队对硫复原反响，分外是占总放电容量75%的Li₂S₄向Li₂S的液固转化反响机制举行了深化研讨，构建了一个电催化模子以探求硫复原反响的凯发机制（图1）。该研讨事情片面探求了Li₂S₄向Li₂S转化的反响机制。接纳密度泛函实际，盘算每一个电子基元步的吉布斯自在能变值，绘制了反响能量曲线图，从而可以判别转化反响的最优反响途径。

本事情确定了Li₂S₄向Li₂S转化的对称机制和非对称机制。选用的电催化剂差别，其反响机制亦不相反。在液固转化历程中天生一系列的锂硫自在基，自在基在电催化剂上的吸附吉布斯自在能决议了转化历程的反响机制、决速步调及所需过电势（η）等要害信息。这关于高效电催化剂的设计起偏重要的作用。以自在基在电催化剂上的吸附吉布斯自在能作为电催化剂功能的要害形貌符，上述要害信息可所有集成在一个分区图中。关于给定催化剂，其催化活性可以疾速从分区图中读取；同时，分区图也为高功能电催化剂的设计提供一样平常准绳。详细来说，以对称机制为主的电催化剂，其η由ΔG(LiS₂∙*)和ΔG(LiS∙*)两个形貌符决议，失掉一个金字塔形的二维（2D）投影图，图中的四个地区代表了四个差别的决速步（图1）。当某一电催化剂的两个形貌符相交于某一地区时，其决速步为此地区步调，其催化功能可由交点在图中所处的等高线和颜色确定。2D图中的结点对应于功能最佳的电催化剂，此时形貌符提供的数值可作为设计电催化剂的抱负目标。以非对称机制为主的电催化剂异样也可以使用分区图来判别并设计，其分区图是ΔG(LiS₃∙*)、ΔG(LiS₂∙*)和ΔG(LiS∙*)三个形貌符的函数，出现为一个三维（3D）图。

该研讨事情不但为探究硫复原反响的电催化机制提供了原子层级的剖析，还为设计可用于锂硫电池的高效电催化剂创建了一样平常准绳。