厦大赵金保/杨阳&广工李成超团队: 单次循环容量衰减 0.00008%

本文由厦门大学赵金保教授、杨阳副教授与广东工业大学李成超教授合作，针对水系锌碘电池中多碘化物穿梭和碘物种氧化还原动力学缓慢的问题，提出了一种基于d-p轨道杂化理论的单原子催化剂筛选方法。研究通过DFT计算筛选了一系列d区过渡金属位点的单原子催化剂，发现Nb-NC因其未填充的反键轨道和低d带中心，能有效促进Nb-d与I-p轨道的杂化，从而显著提高催化效果。实验验证表明，Nb-NC/I₂正极能有效抑制碘物种穿梭并增强氧化还原动力学，使得Zn||Nb-NC/I₂电池在10 A g⁻¹电流密度下，经过50,000次循环后仍保持140 mA h g⁻¹的高比容量，每次循环容量衰减仅为0.00008%。该研究为开发高效、耐用的水系锌碘电池提供了理论依据和实验支持。