近日，湖北大学新能源与电气工程学院刘建文教授团队在《Advanced Functional Materials》发表题为“Band Structure and Spin-State-Induced Electronic Configuration Regulation for Efficient Sulfur Redox Reaction”的文章。硕士研究生周飞和龚志琪为共同第一作者，湖北大学为第一通讯单位。

在这项研究中，团队成功设计了具有高氧空位浓度的无定形ZnAl₂O₄材料。这种材料中的Zn四面体位得到了充分暴露，由于低配位数和无序结构的存在，实现了窄带隙和高自旋态，从而显著增强了其催化活性。这一创新设计不仅提高了电子传递效率，还降低了反应能垒，加速了锂多硫化物（LiPSs）的多相转变过程。

研究结果显示，在4C的高电流密度下，该无定形ZnAl₂O₄材料在800次循环后的容量保持率高达93.9%。此外，当硫负载达到4.5 mg cm⁻²，且电解质用量仅为8 μL mg⁻¹时，软包电池仍表现出高的放电容量和稳定的循环性能。这一成果不仅为高效催化硫的氧化还原反应提供了新的途径，也为高性能锂硫电池的研发奠定了坚实基础。

刘建文教授团队近年来围绕锂、钠、钾离子电池关键材料、纳米材料电化学、废旧电子品回收利用等产出一系列创新成果。承担国家自然科学基金青年、面上、重点项目，湖北省科技攻关重大项目及企业委托项目等20余项。截至目前，在Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy, ACS Nano等发表学术论文100余篇。授权发明专利20余项，制定标准3项，合编专著3部。先后获得全国首届博士后创新创业大赛铜奖、2023年湖北省科技进步二等奖、湖北省科技经济融合二等奖、2024年中国技术市场金桥奖等。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202417730

（审稿：王慧平）