《Angew》发表张秋禹教授/郭威副教授关于保形重构助力双离子共存储的研究成果

近日，学院张秋禹教授团队在《Angewandte Chemie International Edition》杂志在线发表题为《Conformal Reconstruction and Dual-Vacancy Engineering Breaks Kinetics Limitations for Energetic Aqueous Dual-Cation Storage》的研究论文。该研究通过精细调节界面质子环境诱导了MnAl层状双氢氧化物的保形重构，原位构建了丰富的氢-铝双空位及三维扩散通道，赋予其高达604 mAh g^-1的比容量和长循环稳定性。研究通过原位技术揭示和可视化了保形重构的动态过程及NH₄⁺/H⁺双阳离子存储机制，发现了双空位有助于惰性铝深度浸出并提高活性位点暴露率，而残留的Al³⁺可一定程度上抑制[MnO₆]八面体的Jahn-Teller畸变。研究揭示了靠近铝空位的锰位点可促进了NH₄⁺/H⁺吸附，而氢空位则增强了NH₄⁺的吸附能力，构成了“活力充沛”的NH₄⁺/H⁺双阳离子共存储的协同微环境。这项工作系统考察了界面质子环境对层状双氢氧化物重构的调控作用和机理，明确了双空位对于NH₄⁺/H⁺载流子迁移扩散的影响机制，为水系储能系统的活性与动力学强化提供了有效解决方案。

图1 MnAl层状双氢氧化物保形重构和双空位设计的原理图

化学与化工学院2022级在读硕士生李晨曦和郭威副教授为本论文的共同第一作者。张秋禹教授和郭威副教授为本论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助支持。

论文信息：

Chenxi Li^#, Wei Guo^#*, Jinxin Wang, Wanbin Dang, Qiuyu Zhang*. Conformal reconstruction and dual-vacancy engineering breaks kinetics limitations for energetic aqueous dual-cation storage. Angewandte Chemie International Edition 2025, e202422403.

论文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202422403.

撰稿：李晨曦、郑聪

审核：姚东东