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碘（I₂）由于其在海洋中豐度高且成本低廉的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，作為水系電池的活性材料顯示出巨大的應(yīng)用前景。然而，在傳統(tǒng)的水基I₂電池中，I/I₂轉(zhuǎn)換的儲能機(jī)制僅為雙電子氧化還原反應(yīng)，限制了其能量密度。

在此，南開大學(xué)牛志強(qiáng)教授通過電解質(zhì)中氧化還原離子電荷載體和鹵化物離子的協(xié)同效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了I₂電極的六電子氧化還原化學(xué)。

文章要點(diǎn)

1）電解質(zhì)中的氧化還原活性Cu²⁺離子在低電勢下誘導(dǎo)Cu²⁺離子和I₂之間轉(zhuǎn)化為CuI。同時(shí)，電解質(zhì)中的Cl離子在高電位下激活I(lǐng)₂/ICl氧化還原對。因此，研究人員開發(fā)了具有六電子氧化還原的基于I₂的電池系統(tǒng)。

2）這種六電子氧化還原的儲能機(jī)制導(dǎo)致I₂電極具有高放電電位和容量、優(yōu)異的倍率性能以及穩(wěn)定的循環(huán)行為。令人印象深刻的是，六電子氧化還原I₂陰極可以與各種水性金屬（例如Zn、Mn和Fe）陽極匹配來構(gòu)建金屬|(zhì)|I₂混合電池。

這些混合電池不僅具有增強(qiáng)的容量，而且具有更高的工作電壓，這有助于實(shí)現(xiàn)卓越的能量密度。

因此，這項(xiàng)工作拓寬了高能水基電池設(shè)計(jì)的視野。

參考文獻(xiàn)

Songshan Bi, et al, Six-Electron-Redox Iodine Electrodes for High-Energy Aqueous Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202312982

DOI: 10.1002/anie.202312982

https://doi.org/10.1002/anie.202312982