近日，电化学储能团队负责人金占双教授联合吉林农业大学张琪博士、罗云清教授，温州大学蔡冬副教授，在国际知名学术期刊《Small》（中科院二区TOP，JCR 1区，影响因子12.1）上发表了题为“Engineering Bifunctional Carbon Hosts with Rich −OH and −C=O for Synergistic Confinement and Redox Kinetics in Zn-I₂ Batteries”的研究论文。研究通过巧妙设计富含羟基（−OH）和羰基（−C=O）的微介孔碳宿主材料，显著提升了锌碘电池的循环稳定性和反应动力学，为发展高性能、长寿命的水系储能器件提供了创新策略。

锌碘电池的实际应用受限于多碘化物的穿梭效应，传统研究多聚焦于碳材料的对多碘化物的物理限域作用，而对表面官能团的化学吸附作用关注不足。本研究针对这一挑战，通过简单的煅烧-酸刻蚀法制备了具有丰富−OH和−C=O官能团的微介孔碳纳米球（MMC-Rich）作为碘宿主材料。该材料兼具多级孔道结构和高比表面积，实现了对碘物种的高负载与物理限域。更重要的是，表面丰富的−OH基团通过形成O−H∙∙∙I氢键化学吸附多碘化物，抑制了穿梭效应；同时，−C=O基团通过与Zn²⁺反应提供额外贡献容量，进一步提升了电池整体性能。电化学测试表明，I₂/MMC-Rich电池在10 A g⁻¹的电流密度下循环25000次后容量保持率为84%，每圈容量衰减率仅为0.0006%。通过原位紫外光谱、理论计算及非原位表征，研究系统揭示了−OH与−C=O官能团的协同作用机制，为碳宿主材料的功能化设计提供了深入见解。

论文链接：http://doi.org/10.1002/smll.202600044