钠-硫电池具有比能量高、成本低廉等优点,在大型固定式储能应用方面颇具潜力。然而,传统钠-硫电池使用高温(300 oC)工作的固体陶瓷电解质(β-Al2O3),存在安全隐患。此外,放电时硫的还原不完全,仅能生成Na2S3,大幅降低了正极材料的容量和电池的比能量。基于液态电解质的室温钠-硫电池,则受限于硫电化学活性低,放电中间产物易溶于电解液等缺点,存在正极硫利用率低、循环性差等问题,严重影响电池的实际应用。在针对锂-硫电池的研究中,我们利用微孔碳的空间限域效应实现了介稳态小硫分子的筛分和稳定化,并发现其具有极高的电化学活性和循环稳定性,可有效解决锂-硫电池容量低、循环性差的问题。鉴于锂-硫电池与室温钠-硫电池在原理和装置上相似性,我们将小硫分子正极应用于钠-硫电池中,并配合钠负极和碳酸酯电解液组装出室温下即可工作的原型电池。由于小硫分子室温下具有极高的对钠电化学活性,硫正极可完成其双电子反应并最终形成硫化钠(Na2S),从而使硫的比容量三倍于传统高温钠-硫电池,显著提高了电池的比能量。此外,该室温钠-硫电池还具有良好的倍率和循环性能,并可作为一种可持续的能源经济手段,有效缓解现代社会对锂资源的需求。