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新聞網(wǎng)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(xué)學(xué)會）出版發(fā)行的全球著名期刊，是國際能源、化學(xué)、物理及生物科學(xué)等交叉學(xué)科領(lǐng)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(xué)碩士研究生王懷志、趙林一（導(dǎo)師為李洪森教授）。通訊作者為青島大學(xué)李洪森、李強教授，青島大學(xué)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(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的資助，本科生朱世凱、東曉彤等同學(xué)榮獲“建行杯”第七屆山東省“互聯(lián)網(wǎng)＋”大學(xué)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(xiàn)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(yīng)機理極為復(fù)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(yīng)用。

為了揭示這一關(guān)鍵科學(xué)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(shù)與第一性原理計算相結(jié)合的方法，證實了FeSe₂//Al電池內(nèi)部儲鋁機制涉及多種陰離子和陽離子的氧化還原反應(yīng)（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(xué)測試結(jié)果顯示經(jīng)過改性的FeSe₂材料展現(xiàn)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(yīng)的儲鋁機制，為設(shè)計制備具有優(yōu)異電化學(xué)性能的鋁離子電池電極材料提供了重要理論依據(jù)。

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