可充电镁电池是一种锂离子技术的可行替代方案，可以潜在地克服其安全性、成本和能量密度的限制。然而，具有竞争力的室温镁电池的发展受到电解质复合物解离缓慢和Mg²⁺在固体中的低迁移率的阻碍，特别是在金属氧化物中。基于此，苏州大学耿凤霞教授团队介绍了一种通用的质子辅助的方法来解离强Mg-Cl键，从而使真正的Mg²⁺嵌入到氧化物主晶格中。同时，由氧化钛晶格产生的各向异性Smoluchowski效应导致超快速的、沿原子槽方向的Mg²⁺扩散动力学。具有创纪录的、与聚合物电解质相同数量级的离子电导率（1.8×10^-4 S cm^-1）。这实现了真正的Mg²⁺存储和快速扩散动力学的无机氧化物电极高功率镁插层电池成为可能。这项工作的成功为研究层状材料以解决多价离子缓慢的嵌入动力学问题提供了新思路。此文章以“Genuine divalent magnesium-ion storage and fast diffusion kinetics in metal oxides at room temperature.”为题，发表在Pnas上。苏州大学博士研究生杨金霖为第一作者；耿凤霞教授为通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2111549118

图1：真正Mg²⁺存储机制和氧化物电极中的快速扩散示意图