近日，徐锡金教授团队在水系储能领域取得重要研究进展，相关工作以题为"Activating and stabilizing a reversible four electron redox reaction of I^-/I⁺ for aqueous Zn-iodine battery"的研究论文发表于顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上，英国威廉希尔公司为第一完成单位。青年教师王成刚和硕士研究生季晓星为论文共同第一作者，徐锡金教授和华中科技大学李会巧教授为共同通讯作者。

新兴的水系锌离子电池受到高度关注，具有转化机理的碘基正极材料具有丰富的资源、氧化还原价态和高容量、高氧化还原电位等优点。如今，碘基阴极的反应通常发生在I^-和I⁰之间的双电子氧化还原中，从理论上讲，碘物种可以进一步氧化到更高的I⁺价态。此外，由于碘物种的穿梭效应，基于碘基的氧化还原阴极通常具有较差的循环寿命和容量衰减。本文通过在电解液中引入Br^-作为活化剂激发I⁰/I⁺四电子氧化还原反应，并以大层间距的Ni-Fe LDH作为宿主，限制I⁰/I⁺反应在其层内发生。极大地提高了容量并有效抑制了碘物种穿梭，实现了高容量和长循环稳定性的锌-碘电池。通过非原位XPS、原位拉曼表征技术和密度函数理论(DFT)计算发现，Br^-作为碘物种的活化剂和稳定对存在，与碘作用生成卤素间化合物[IBr₂]^-来稳定I⁺的存在。Ni-Fe LDH被合成并用作碘的宿主，由于其层间距离大而稳定可以确保I^-/I⁺氧化还原反应在层间发生从而有效抑制碘化物的穿梭效应。