李玉良院士领衔！化学所：石墨炔-金属空气电池 | Nature Communications

在可充电电池领域实现太阳能充电是可持续能源存储的重要目标，但面临光电极需兼具高光伏效率和循环稳定性的挑战。中国科学院化学研究所李玉良院士、何峰、黄长水团队在Nature Communications发表研究，提出利用氮取代石墨炔作为无金属光电极，通过直接光激发对sp杂化碳网络进行动态重构，实现可充电电池的集成太阳能充电。该材料通过改进中间体吸附与光激发下空穴介导氧化的协同效应，加速析氧反应动力学。基于氮取代石墨炔的光耦合正极在多种金属-空气电池（Zn||空气、Li||O₂、Mg||空气、Fe||空气和Al||空气）中表现出色，其中Zn||空气电池实现1.33 V低充电电压、96.9%能量效率及在100 mA cm⁻²下超过230次循环的稳定性，Li||O₂电池效率达96.3%，其他体系也降低充电电压。该研究开创了活性位点由光直接动态定义的光电极新途径，为高效太阳能驱动的能量转换与存储提供了新方向。