他们的发现，将助力下一代电池设计

本文转自：厦门日报

厦大一项研究成果入选2023年度“中国科学十大进展”

他们的发现，将助力下一代电池设计

本报讯 （记者 佘峥）由2100多位基础研究领域高水平专家投票评选的2023年度“中国科学十大进展”昨天揭晓，厦门大学一项成果入选。

当天，国家自然科学基金委员会发布2023年度“中国科学十大进展”，分布在生命科学和医学、人工智能、量子、天文、化学能源等科学领域。

厦门大学化学化工学院廖洪钢教授、孙世刚院士团队和北京化工大学陈建峰等研究成果“发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制”入选。

去年，厦门大学化学化工学院谢素原院士团队和袁友珠教授团队研究成果“温和压力条件下实现乙二醇合成”，也入选2022年度中国科学十大进展。

“中国科学十大进展”自2005年启动已举办19届。2023年度“中国科学十大进展”由相关学科领域专家先从600多项科学研究成果中遴选出30项成果，在此基础上邀请了包括中国科学院院士、中国工程院院士在内的2100多位基础研究领域高水平专家对30项成果进行投票，评选出10项重大科学研究成果，经国家自然科学基金委员会咨询委员会审议，最终确定名单。

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破解锂硫电池的“黑匣子”

在碳达峰碳中和目标的推动下，发展具有高能量密度和储能效率的二次电池体系已经成为当前的研究热点。

锂硫电池被看作是极具潜力的下一代高容量储能电池，也被认为是未来“超级电池”的有力竞争者，具有极高的能量密度和较低的成本。但是，锂硫电池的广泛应用还未能实现，因为它在充放电过程中，电池性能会快速下降，每块电池就像一个神秘的“黑匣子”。受限于传统原位显微研究技术的时空分辨率低及锂硫体系不稳定等因素，人们对其内部发生的化学反应过程尚不清楚，无法针对性解决问题，严重阻碍其应用。

厦门大学廖洪钢、孙世刚和北京化工大学陈建峰等开发高分辨电化学原位透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。

据介绍，近百年来，电化学界面反应通常被认为仅存在“内球反应”和“外球反应”单分子途径。该研究揭示出电化学界面反应存在第三种“电荷存储聚集反应”机制，加深了对多硫化物演变及其对电池表界面反应动力学影响的认识，为下一代锂硫电池设计提供指导。

厦大研究团队相关研究论文已经在去年9月7日发表在国际顶级学术期刊Nature（《自然》）上。自20世纪60年代锂硫电池概念提出，该研究是国际上首次锂硫电池的研究论文登上《自然》。

《自然》副主编尤安（Yohan Dall Agnese）曾经评价该工作：“很引人注目，作者揭示了被广泛研究数十年的锂硫电池中完全想不到的储能机制，这是极为罕见的。发展的高分辨原位电镜令人印象深刻，新技术发展和新机制的发现将极大助力下一代电池的设计。”