近日，化学与生物工程学院刘博天团队在材料学科国际顶尖期刊Advanced Materials上发表题为“Solar Trap-Adsorption Photocathode for Highly Stable 2.4 V Dual-Ion Solid-State Iodine Batteries”的研究论文(Adv. Mater. 2025, e04492. doi.org/10.1002/adma.202504492)。我校为该论文第一完成单位，第一作者为化学与生物工程学院2020级研究生张雪莹，导师刘博天副研究员为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和广西科技计划等项目的资助。
碘基电化学储能系统相较于传统碱金属电池具有成本低廉、资源丰富等优势，是实现大规模储能应用的理想候选之一。然而，其实际性能受限于碘的反应动力学缓慢以及多碘化物的穿梭效应，导致容量衰减严重、循环寿命不足。
针对上述挑战，刘博天老师团队首次将光辅助机制引入碘正极，成功实现了加速的碘转化动力学，显著提升了碘离子的利用效率，并激活了四电子氧化还原反应路径。 在此基础上，我们采用PTCDI作为负极，构建了一种新型铵-碘双离子电池。结果表明，该PTCDI||I2电池在2.4 V放电电压下实现了高达1.36 mAh cm-2的面容量，并在10 mA cm-2的高电流密度下展现出优异的循环稳定性，经过1000次循环后容量保持率达80.9%。本工作为开发高性能、可持续的碘基储能系统提供了一个新颖而有效的设计框架。
刘博天副研究员主要从事超级电容器、水系锌离子电池、锂/钠/钾离子电池电极材料的功能导向设计、可控合成、反应调控以及构/效关系机理等研究。发展了电极电子和离子输运能力的协同调控新方法，显著提升了电极的有效比容量和器件能量密度，构建和拓展了用于双离子储能体系的全新正极材料，相关成果被Nat Energy、Adv Sci、Adv Mater、Energy Environ Sci等权威期刊引用和推介。担任Nat Commun, CRPSs等国际顶级期刊审稿人,主持国家自然科学基金1项、省部级科研项目2项、中国博士后科学基金2项。以第一作者或通讯作者在Nat Commun、Adv Mater、Adv Sci、Chem Eng J、Small、Adv Funct Mater、CRPS等高水平SCI论文30余篇。
图为光辅助铵-碘双离子电池及光辅助增强机制示意图
（一审：刘博天；二审：马文硕；三审：何方）
