Bi/FeS异质结构中的自旋极化效应实现高性能钠离子存储

本研究发现通过构建Bi/FeS异质结构成功在铋基负极中引入自旋极化效应，利用FeS转化反应生成的Fe0纳米晶产生自旋极化电荷，通过操作磁强计（operando magnetometry）和原位X射线衍射（in situ XRD）揭示了其对Na?存储容量和动力学的双重增强机制，为调控非磁性电极材料的自旋特性提供了新范式。

　　

结果与讨论（Results and discussion）

如图1a所示，利用废弃羊毛固有的结构特性，其主要成分角蛋白在水热条件下会产生大量巯基（-SH），这归因于角蛋白基质中二硫键的断裂。此外，高反应活性的-SH基团与Fe³⁺和Bi³⁺反应形成硫化物，同时生成氮硫共掺杂碳层（N,S-codoped carbon），最终形成碳包覆硫化物前驱体（Bi₂S₃/FeS@NSC）。

结论（Conclusion）

本研究中，通过构建Bi/FeS异质结构成功实现了铋负极的自旋极化引入。通过结合操作磁强计（operando magnetometry）、原位X射线衍射（in situ XRD）和理论计算，我们不仅揭示了FeS转化反应生成的Fe⁰所诱导的自旋极化效应能够提升Na?存储容量并加速电荷转移动力学，还阐明了电极的完整储钠反应机制。得益于这一巧妙设计……