9月1日,化材學院納米催化與能源轉化研究團隊(胡勇教授團隊)在國際頂尖期刊《Advanced Energy Materials》(中科院1區Top,IF=27.8)在線發表題為“Aqueous Zinc-Iodine Batteries: From Electrochemistry to Energy Storage Mechanism”(水系鋅基電池:從電化學到儲能機制)的綜述文章。

水系鋅基電池由于其成本低、安全性高、環境友好的特點,近些年引起了廣泛的研究興趣。鋅碘電池作為水系鋅基電池的代表之一,通過一種轉化反應機制實現電化學儲能,從而擺脫了傳統鋅離子電池主要依靠離子嵌入、脫出的儲能方式,避免了傳統鋅離子電池中正極材料結構坍塌的問題。此外,碘的低成本,多價態等性質以及較高的理論比容量(211 mAh g?1I2),使鋅碘電池有望成為下一代清潔、高效儲能器件的候選者之一。然而,鋅碘電池仍面臨著嚴重的多碘化物穿梭、緩慢的碘轉化動力學,低能量密度以及鋅陽極的不穩定性等問題,限制了鋅碘電池的大規模應用。除此之外,過去較少關注鋅碘電池中碘轉化機理,因此需要對鋅碘電池碘的電化學和轉化機理進行系統總結,為高效鋅碘電池的設計提供合理指導。

鑒于此,該團隊從鋅碘電池的基本原理出發,對鋅碘電池電化學和儲能機理進行了全面的綜述。該文章首先重點介紹了碘轉化和鋅陽極的電化學過程,指出了當前研發鋅碘電池面臨的一些挑戰,并綜述了近年來水系鋅碘電池的正極、負極、電解液、隔膜的研究進展。為加深對鋅碘電池的理解,文章對鋅碘電池的儲能、轉化機理進行了詳細的討論。最后,對鋅碘電池的設計與發展提出了合理的建議,對其商業化應用前景提出了展望。
(化材學院 王星)