近日，国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》在线刊登了我校题为“Revealing the multiple cathodic and anodic involved charge storage mechanism in an FeSe₂ cathode for aluminium-ion batteries by in situ magnetometry”的原创性研究论文。《Energy & Environmental Science》是由RSC（Royal Society of Chemistry，英国皇家化学学会）出版发行的全球著名期刊，是国际能源、化学、物理及生物科学等交叉学科领域最具影响力的期刊之一，2021年最新影响因子为38.532。该论文第一作者为青岛大学硕士研究生王怀志、赵林一（导师为李洪森教授）。通讯作者为青岛大学李洪森、李强教授，青岛大学为该论文的第一署名单位和通讯单位。该工作得到了青岛大学大学生创新创业训练计划项目的资助，本科生朱世凯、东晓彤等同学荣获“建行杯”第七届山东省“互联网＋”大学生创新创业大赛银奖。

可充电铝离子电池是近期发展起来的新型储能装置，具备价格低、理论比容量高和环境友好等特点，在未来可能替代锂离子电池实现大规模商业化。然而铝离子电池电荷存储过程涉及多种离子种类，反应机理极为复杂，这极大地限制了铝离子电池正极材料的进一步筛选、优化和应用。

为了揭示这一关键科学问题，该工作以过渡族金属化合物FeSe₂为主要研究对象，对其在铝离子电池体系中的储能机制进行了深入探索，并取得了重要进展。该工作采用一系列原位表征技术与第一性原理计算相结合的方法，证实了FeSe₂//Al电池内部储铝机制涉及多种阴离子和阳离子的氧化还原反应（Cl^-、AlCl₄^-、Al³⁺）。并进一步采用原位磁性测试证实了自旋极化电容存在于铝离子电池体系，表明Al³⁺也可作为电荷补偿与电子形成空间电荷区。电化学测试结果显示经过改性的FeSe₂材料展现出极佳的储铝性能，具有工作电压高、放电容量大、循环寿命长等诸多优势。该工作揭示了全新的涉及多种阴离子和阳离子氧化还原反应的储铝机制，为设计制备具有优异电化学性能的铝离子电池电极材料提供了重要理论依据。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D1EE03070A