水光协同策略维持光催化的持续性！祝贺池思伽等在《Chemical Science》上发表最新成果

祝贺池思伽等的论文“Hydro-photo-synergy unlocks deep and reversible chemistry of solid-state lithium–oxygen batteries"在Chemical Science上发表。

近日，我们团队在固态锂氧电池研究领域取得重要突破。光辅助固态锂氧电池（P-SSLOBs）因其极高的理论能量密度以及直接利用光能驱动化学反应的特性，被视为极具潜力的下一代储能技术。然而这类电池在实际运行中普遍面临放电容量严重受限以及循环可逆性差等瓶颈，我们团队通过深入探究，识别出一种此前被长期忽视的关键失效机制，即“光屏蔽”行为。该效应指出放电过程中产生的过氧化锂产物不仅离子绝缘，且物理性质上表现为不透明，它会像屏障一样覆盖在催化剂表面，严重阻碍光线进入活性界面并钝化电化学接触，最终导致光催化动力学发生停滞。

针对这一核心科学难题，我们团队创新性地提出了水光协同策略，通过引入精准受控的水蒸气，使放电产物由不透明且绝缘的过氧化锂原位转化为高度透明且具备优异离子导电性的氢氧化锂。这种产物性质的转变消除了长期存在的光屏蔽障碍，确保了入射光子能够持续穿透产物层抵达底层的催化剂活性位点，从而维持了光催化循环的连续性与稳定性。

P-SSLOBs的光屏蔽失效机制和水-光协同策略的示意图

我们团队利用原位微分电化学质谱等多种先进表征手段，系统证明了反应路径的切换以及界面动力学的显著优化。结果显示，电池的放电反应路径从传统的二电子过程转至更为高效的四电子途径。在水光协同作用下，电池的电压间隙从传统光辅助系统的1.04 V大幅降低至约0.33 V，展现出卓越的能量转换效率。同时这种策略成功消除了放电过程中的电位骤降现象，使电池的有效容量实现了翻倍增长。在0.2 mAh cm−2的截止容量下，该体系实现了超过170次的超长稳定循环。

这项研究破解了光辅助电池容量受限的理论难题。通过证明受控湿度环境对电池反应路径的积极调控作用，该成果为开发下一代高能量密度、高效率且长寿命的固态储能系统提供了全新的逻辑框架与技术路径。这项工作对光辅助二氧化碳还原以及水裂解等其他涉及界面产物堆积的光电化学系统同样具有重要的启发意义。

小记：

      本研究中关于光屏蔽效应的发现以及水光协同策略的提出，其过程正如我们在科研道路上的心路历程一般，曾一度陷入黑暗与困顿，却最终通过引入协同的智慧寻找到了透明且通透的解决方案。这不仅是实验现象的成功转化，更是科研思维在面对复杂瓶颈时的升华与跨越。

由衷感谢老师们的悉心点拨与严谨指导，感谢课题组师兄师姐以及同门们在漫长实验过程中的无私帮助，也感谢那个在无数次推倒重来后依然选择步履不停的自己。这份科研成果如同穿透层层阻碍的微光，照亮了通往高能固态电池领域的探索之路，更激励我在未来的科研山海中保持那份求索的初心。我始终相信只要心之所向并敢于协同创新，终能穿透迷雾，在不懈的追逐中绽放出属于科研人的璀璨光芒。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/sc/d5sc08815a

DOI：10.1039/d5sc08815a

作者：池思伽

编辑：刘   旭

审核：张   辰