支春义/李新亮，最新Nature Reviews Chemistry！

第一作者：李新亮

通讯作者：李新亮、支春义

通讯单位：郑州大学、香港城市大学

论文速览

卤素驱动静态转换电池（Halogen-powered static conversion batteries, HSCBs）在能量存储应用中蓬勃发展。这类电池属于二次非液流电池，通过可逆改变电极或/和电解液中卤素的化学价态来转移电子，与经典的摇椅式电池不同。

为此开发的活性卤化物化学品包括有机卤化物、卤化盐、卤化无机物、有机-无机卤化物以及研究最多的元素卤素。此外，基于多电子转移和有效反应途径，已发现各种氧化还原机制，有助于提高HSCBs的电化学性能和稳定性。

本综述讨论了HSCBs的现状及其电化学机制与性能相关性。首先详细阐述了HSCBs中涉及的基本氧化还原机制、热力学、转换和催化化学以及质量或电子传输模式。最后，对面临的挑战和高能量卤素阴极在能量存储设备中实际应用的机遇提出了展望。

图文导读

图1：卤素驱动静态转换电池发展中的代表性突破。

图2：电化学活性卤素化学品示意图。

图3：全卤素电池配置与静态转换化学的示意图。

图4：多样化的静态转换化学。

图5：卤素驱动静态转换化学的挑战和改进方法。

总结展望

尽管活性卤化物化学品和氧化还原化学取得了显著进展，但HSCBs仍未成熟，尚未满足实际应用的需求。未来的研究重点应关注合成化学，开发新的活性卤化物，以及探索先进的多电子转移模式。此外，加强反应动力学、开发先进的表征技术、以及开发具有强大操作环境适应性的HSCB化学也是必要的。HSCBs必须适应快速扩展的应用场景，包括极端温度、压力、机械变形、快速充放电和电磁-红外辐射等。

文献信息

标题：Halogen-powered static conversion chemistry

期刊：Nature Reviews Chemistry

DOI：10.1038/s41570-024-00597-z