赵东元院士领衔，晁栋梁/周万海/范红金Nature Materials：定制反应方式，重构存储逻辑

本文针对水系电池中容量释放不足和转化反应难以高效可逆进行的问题，提出以反应路径调控为核心的设计策略。研究背景为水系电池虽具安全性高、成本低等优势，但面临容量和电压协同提升的瓶颈，关键在于电极反应方式而非仅材料组成。研究目的旨在通过OH−诱导化学键活化和介孔结构调控，将V2O3电极从近中性电解液中的单电子嵌入反应切换为强碱性环境中的V2O3/Na3VO4四电子转化反应，从而释放多电子储能潜力。结论表明，OH−能够削弱V–O键并重构钒配位环境，驱动反应路径切换；设计的介孔碳包覆mesoC@V2O3结构作为局域“微反应器”，富集OH−、稳定界面pH并缓冲结构应变，使转化反应高效可逆进行。该负极实现约700 mAh g−1的高可逆容量、−0.95 V的低反应电位和超3000次循环稳定性，匹配NiOOH正极构建的Ni–V全电池也展现出良好性能。该工作将水系电池设计从材料优化拓展到反应设计，为高比能水系电池提供了新范式。