赵东元&晁栋梁团队JACS：硫在水中的化学/电化学行为

水系硫基电池的高比容量、高性价比和溶剂电导率优势赋予其潜在的应用价值。然而硫基电极的热力学及动力学反应的复杂性、衍生副反应导致的循环问题以及针对性的优化策略、具体应用的评估和展望都有待进一步探究。近日，复旦大学先进材料实验室赵东元院士和晁栋梁教授等人通过演绎归纳的方式，综述了硫在水中的化学/电化学机理、性能调控方案以及器件应用评估等环节。

首先，本文研判了水系硫基电池在不同活度、pH下的热力学演化过程；依据水系和有机系溶剂环境的不同，总结出水硫电池固相-液相，液相-液相，固相-固相三类反应路线的动力学过程及其优缺点。同时根据上述过程定位了副反应和性能缺陷的产生原因，为针对性优化策略提供了理论基础；

其次，性能调控方面，本文针对性地提供了pH调控、氧化还原配对耦合、活性物质活性调控、电解液及添加剂的优化策略、隔膜工程、电极电导及催化优化等单功能/多功能的优化策略，剖析了和化学/电化学理论的构效关系，并探勘了水硫液流电池，水硫金属氧化物电池和水硫金属电池三大应用场景的优缺点和亟待改进之处；

最后，本文描述了一种“机理-应用”的新型水硫电池设计思路，并对水硫电池的未来发展给予了关切，展望了基础热力学和动力学度量、介质电对的拓展、功能性隔膜的引入、带隙可调的电极策略以及固体-固体反应路线的延申等具有潜在价值的技术方案。

综述以“Sulfur-Based Aqueous Batteries: Electrochemistry and Strategies”为题，在线发表于《美国化学学会杂志》（Journal of the American Chemical Society，2021, DOI: 10.1021/jacs.1c06923）上。