近日，徐錫金教授團隊在水系儲能領域取得重要研究進展，相關工作以題為"Activating and stabilizing a reversible four electron redox reaction of I-/I+ for aqueous Zn-iodine battery"的研究論文發表于頂級期刊Angewandte Chemie International Edition上，濟南大學為第一完成單位。青年教師王成剛和碩士研究生季曉星為論文共同第一作者，徐錫金教授和華中科技大學李會巧教授為共同通訊作者。
新興的水系鋅離子電池受到高度關注，具有轉化機理的碘基正極材料具有豐富的資源、氧化還原價態和高容量、高氧化還原電位等優點。如今，碘基陰極的反應通常發生在I-和I0之間的雙電子氧化還原中，從理論上講，碘物種可以進一步氧化到更高的I+價態。此外，由于碘物種的穿梭效應，基于碘基的氧化還原陰極通常具有較差的循環壽命和容量衰減。本文通過在電解液中引入Br-作為活化劑激發I0/I+四電子氧化還原反應，并以大層間距的Ni-Fe LDH作為宿主，限制I0/I+反應在其層內發生。極大地提高了容量并有效抑制了碘物種穿梭，實現了高容量和長循環穩定性的鋅-碘電池。通過非原位XPS、原位拉曼表征技術和密度函數理論(DFT)計算發現，Br-作為碘物種的活化劑和穩定對存在，與碘作用生成鹵素間化合物[IBr2]-來穩定I+的存在。Ni-Fe LDH被合成并用作碘的宿主，由于其層間距離大而穩定可以確保I-/I+氧化還原反應在層間發生從而有效抑制碘化物的穿梭效應。
撰稿：弋媛 編輯：張雅靜 編審：張偉
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