第一作者：李新亮

通訊作者：李新亮、支春義

通訊單位：鄭州大學、香港城市大學

論文速覽

鹵素驅(qū)動靜態(tài)轉(zhuǎn)換電池（Halogen-powered static conversion batteries, HSCBs）在能量存儲應用中蓬勃發(fā)展。這類電池屬于二次非液流電池，通過可逆改變電極或/和電解液中鹵素的化學價態(tài)來轉(zhuǎn)移電子，與經(jīng)典的搖椅式電池不同。

為此開發(fā)的活性鹵化物化學品包括有機鹵化物、鹵化鹽、鹵化無機物、有機-無機鹵化物以及研究最多的元素鹵素。此外，基于多電子轉(zhuǎn)移和有效反應途徑，已發(fā)現(xiàn)各種氧化還原機制，有助于提高HSCBs的電化學性能和穩(wěn)定性。

本綜述討論了HSCBs的現(xiàn)狀及其電化學機制與性能相關性。首先詳細闡述了HSCBs中涉及的基本氧化還原機制、熱力學、轉(zhuǎn)換和催化化學以及質(zhì)量或電子傳輸模式。最后，對面臨的挑戰(zhàn)和高能量鹵素陰極在能量存儲設備中實際應用的機遇提出了展望。

圖文導讀

圖1：鹵素驅(qū)動靜態(tài)轉(zhuǎn)換電池發(fā)展中的代表性突破。

圖2：電化學活性鹵素化學品示意圖。

圖3：全鹵素電池配置與靜態(tài)轉(zhuǎn)換化學的示意圖。

圖4：多樣化的靜態(tài)轉(zhuǎn)換化學。

圖5：鹵素驅(qū)動靜態(tài)轉(zhuǎn)換化學的挑戰(zhàn)和改進方法。

總結(jié)展望

盡管活性鹵化物化學品和氧化還原化學取得了顯著進展，但HSCBs仍未成熟，尚未滿足實際應用的需求。未來的研究重點應關注合成化學，開發(fā)新的活性鹵化物，以及探索先進的多電子轉(zhuǎn)移模式。此外，加強反應動力學、開發(fā)先進的表征技術、以及開發(fā)具有強大操作環(huán)境適應性的HSCB化學也是必要的。HSCBs必須適應快速擴展的應用場景，包括極端溫度、壓力、機械變形、快速充放電和電磁-紅外輻射等。

文獻信息

標題：Halogen-powered static conversion chemistry

期刊：Nature Reviews Chemistry

DOI：10.1038/s41570-024-00597-z