新聞網(wǎng)訊 近日,物理科學(xué)學(xué)院李洪森教授課題組在研究自旋極化電子聚集調(diào)控催化鋁硫電池反應(yīng)機(jī)理方面取得重要研究進(jìn)展,以“A Chiral Electrocatalyst for High-Performance Aluminium-Sulfur Battery”為題在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊 Journal of the American Chemical Society 上發(fā)表研究性論文,碩士研究生王天生,于國(guó)斌,吳洋洋為本論文共同一作,李洪森教授為通訊作者,青島大學(xué)為第一通訊單位。該工作是李洪森教授團(tuán)隊(duì)基于自旋極化電子催化儲(chǔ)能理論系列研究工作(PNAS, 2024, 121, e2320030121;Advanced Materials, 2025, 37, 24, 2418784;Angewandte Chemie International Edition, 2025, 64, 29, e202503835;ACS Nano, 2025, 19, 22, 21083-21094.)的又一重要進(jìn)展。

基于硫的可逆電化學(xué)氧化的鋁硫電池在能量密度、環(huán)境友好和材料成本方面是極具發(fā)展?jié)摿Φ碾娀瘜W(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而,遲鈍的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)在很大程度上限制了它的實(shí)際性能。開(kāi)發(fā)具有高催化活性的鋁硫電池催化劑是解決這一問(wèn)題的主要手段,然而在電化學(xué)催化領(lǐng)域,如何實(shí)現(xiàn)催化劑電子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定操縱一直阻礙著高性能催化劑的實(shí)現(xiàn)。李洪森教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了一種手性分子插層的二硫化鉬催化劑,基于手性自旋選擇性的效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了自旋極化電子的聚集和調(diào)控,極大提升了二硫化鉬催化劑活性位點(diǎn)的催化活性,實(shí)現(xiàn)了鋁硫電池前所未有的穩(wěn)定循環(huán),并通過(guò)多種表征結(jié)合理論計(jì)算,證實(shí)了自旋極化電子聚集對(duì)硫氧化反應(yīng)的催化效果。