近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室微納米反應器與反應工程學研究組研究員劉健團隊、二維材料化學與能源應用研究組研究員吳忠?guī)泩F隊，和天津大學教授梁驥研究團隊聯(lián)合發(fā)表題為“Engineering Nanoreactors for Metal-Chalcogen Batteries”的綜述文章，系統(tǒng)介紹了納米反應器在金屬硫族電池中的研究現(xiàn)狀與應用前景。
在各類電化學儲能技術(shù)中，金屬硫族電池由于成本低、能量密度高的優(yōu)勢被視為傳統(tǒng)鋰離子電池的替代品。然而實現(xiàn)電極材料的合理設計和可控合成仍然存在很大的挑戰(zhàn)。金屬硫族電池電極基本功能包括：（1）導電基體；（2）容納活性物質(zhì)；（3）固定反應中間物種；（4）加速活性物質(zhì)氧化還原；（5）穩(wěn)定金屬負極。研究表明金屬硫族電池的納米反應器的電極理性設計可以在單個電極材料實現(xiàn)上述的一種或者多種功能，因而受到廣泛關(guān)注。
大連化物所發(fā)表納米反應器用于金屬硫族電池的綜述文章
該綜述首先介紹了納米反應器的基本概念和特點；然后系統(tǒng)的介紹了構(gòu)建不同形貌和尺寸的納米反應器的主要合成策略；重點介紹了金屬硫族電池電極材料的主要功能，以及如何通過納米反應器的設計和工程賦予電極納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高比能金屬硫電池；此外，文章還系統(tǒng)的總結(jié)了一些在金屬硫族電池中應用的典型納米反應器；最后，對納米反應器在金屬硫族電池中的應用和未來發(fā)展進行了展望。
劉健團隊長期致力于納米多孔碳材料及納米反應器的研發(fā)，并開展了其在可持續(xù)能源存儲與轉(zhuǎn)化方面的應用研究（Adv. Mater.，2019；Chem. Soc. Rev.，2021）。吳忠?guī)泩F隊長期致力于高比能電池的研究工作（Angew. Chem. Int. Ed.，2020；Energy Environ. Sci.，2020；Adv. Energy Mater.，2020）。此外，劉健團隊和吳忠?guī)泩F隊還優(yōu)勢互補，基于納米反應器空間限域電極材料的高比能金屬硫電池開創(chuàng)了一系列原創(chuàng)性研究工作，如發(fā)展了基于硫化鐵基和單原子鋅的納米多孔碳球納米反應器用于高性能鋰硫電池（Adv. Energy Mater.，2020；Adv. Energy Mater.，2020），開發(fā)了中空碳球負載Co單原子催化劑用于高倍率Li-Se電池正極材料（Nature Commun.，2020）。
相關(guān)工作發(fā)表在Energy Environmental Science上。該工作得到了遼寧省自然科學基金、遼寧省“興遼英才計劃”、中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金等項目的資助。
