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新聞網訊 近日，國際頂級期刊《Energy & Environmental Science》在線刊登了我校題為“Revealing the multiple cathodic and anodic involved charge storage mechanism in an FeSe₂cathode for aluminium-ion batteries by in situ magnetometry”的原創(chuàng)性研究論文?！禘nergy & Environmental Science》是由RSC（Royal Society of Chemistry，英國皇家化學學會）出版發(fā)行的全球著名期刊，是國際能源、化學、物理及生物科學等交叉學科領域最具影響力的期刊之一，2021年最新影響因子為38.532。該論文第一作者為青島大學碩士研究生王懷志、趙林一（導師為李洪森教授）。通訊作者為青島大學李洪森、李強教授，青島大學為該論文的第一署名單位和通訊單位。該工作得到了青島大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目的資助，本科生朱世凱、東曉彤等同學榮獲“建行杯”第七屆山東省“互聯網＋”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎。

可充電鋁離子電池是近期發(fā)展起來的新型儲能裝置，具備價格低、理論比容量高和環(huán)境友好等特點，在未來可能替代鋰離子電池實現大規(guī)模商業(yè)化。然而鋁離子電池電荷存儲過程涉及多種離子種類，反應機理極為復雜，這極大地限制了鋁離子電池正極材料的進一步篩選、優(yōu)化和應用。

為了揭示這一關鍵科學問題，該工作以過渡族金屬化合物FeSe₂為主要研究對象，對其在鋁離子電池體系中的儲能機制進行了深入探索，并取得了重要進展。該工作采用一系列原位表征技術與第一性原理計算相結合的方法，證實了FeSe₂//Al電池內部儲鋁機制涉及多種陰離子和陽離子的氧化還原反應（Cl^-、AlCl₄^-、Al³⁺）。并進一步采用原位磁性測試證實了自旋極化電容存在于鋁離子電池體系，表明Al³⁺也可作為電荷補償與電子形成空間電荷區(qū)。電化學測試結果顯示經過改性的FeSe₂材料展現出極佳的儲鋁性能，具有工作電壓高、放電容量大、循環(huán)壽命長等諸多優(yōu)勢。該工作揭示了全新的涉及多種陰離子和陽離子氧化還原反應的儲鋁機制，為設計制備具有優(yōu)異電化學性能的鋁離子電池電極材料提供了重要理論依據。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D1EE03070A