近期，我校闽江学者特聘教授李剑锋团队，以闽南师范大学为第一通讯单位，以“Deciphering the Competitive Charge Storage Chemistry of Metal Cations and Protons in Aqueous MnO2-Based Supercapacitors”为题在国际知名学术期刊《Journal of the American Chemical Society》上发表科研论文。
水系MnO2基超级电容器复杂的电荷存储机制对其化学行为的全面理解提出了重大挑战。该研究利用Au@MnO2核壳纳米粒子增强拉曼光谱、电化学分析和X射线吸收光谱，系统地研究了碱性条件下δ-MnO2内层和外层中质子和阳离子的竞争性电荷储能化学。研究结果表明，δ-MnO2通过双重机制运行：金属阳离子的嵌入和脱嵌控制内层的电荷存储，而质子的表面化学吸附控制外层的电荷存储。同时，阳离子的嵌入会诱导从MnO2到Mn2O3的不可逆相变，而表面氧化还原过程涉及MnO2、MnOOH和Mn(OH)2之间的可逆转变。此外，电化学分析进一步表明，主要由质子耦合电子转移机制介导的表面电荷存储是总电容的主要贡献者。这项工作不仅促进了对基于MnO2的超级电容器中电化学过程的分子水平理解，也凸显了优化表面质子耦合电子转移机制以提升电容性能的潜力。
通讯作者简介：李剑锋，长期从事表面增强拉曼光谱、电化学、原位表征、公共安全和医疗健康领域的现场快检等相关研究，在国际高水平学术刊物上发表论文350余篇，包括以通讯作者身份发表在Nature、Nature Energy、Nature Mater.、Nature Nanotechnol.、Nature Catal.、Nature Protoc.等杂志，被引用2.5万余次，授权发明专利28项。担任国际物理化学权威期刊J. Phys. Chem. C的副主编。曾获国家杰出青年基金、万人计划、中国青年科技奖、腾讯科学探索奖、国家自然科学奖二等奖。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17458
（图/文 温宝英）
